[发明专利]一种足式机器人动力学建模的混合计算方法

权利要求书

1.一种足式机器人动力学建模的混合计算方法，其特征在于，

所述足式机器人的动力学模型的数学形式如下：

D(q)为惯性矩阵，为所述足式机器人的离心力、科里奥利力和重力的相关向量；

所述混合计算方法包括：

预先存储所述足式机器人的基本物理参数，对所述足式机器人各个关节的角度和角速度进行采样，获得采样反馈的采样数值；

根据所述采样数值计算出坐标旋转的转移矩阵；

根据所述基本物理参数，结合拉格朗日方法中对惯性矩阵的计算方法，对所述足式机器人各个连杆的惯性矩阵进行计算，通过矩阵求和运算获得所述足式机器人的惯性矩阵D(q)，具体步骤包括：

根据所述基本物理参数和所述坐标旋转的转移矩阵，计算出所述各个连杆的质心线速度的雅克比矩阵，和所述各个连杆的质心角速度的雅克比矩阵；

根据所述基本物理参数，所述各个连杆的质心的线速度的雅克比矩阵，以及所述各个连杆的质心角速度的雅克比矩阵，经过矩阵运算得到所述足式机器人各个连杆的惯性矩阵；通过矩阵求和的方式得到机器人的惯性矩阵D(q)，所述拉格朗日方法为应用所述转移矩阵进行矩阵运算；

根据所述采样数值、所述基本物理参数，对牛顿欧拉方法进行改进，通过迭代计算，获得所述足式机器人的离心力、科里奥利力和重力的相关向量以完成所述足式机器人的动力学建模，具体步骤包括：

根据所述采样数值，所述基本物理参数，以及所述坐标旋转的转移矩阵，计算出所述各个连杆的质心的线速度以及所述各个关节的连杆围绕所述质心的角速度；

根据所述基本物理参数，所述坐标旋转的转移矩阵，所述各个连杆的所述质心的线速度，以及所述各个关节的连杆围绕质心的角速度，计算出所述各个连杆的质心的线加速度中的陀螺效应部分，和所述各个连杆的质心的角加速度中的陀螺效应部分；

根据所述基本物理参数，所述坐标旋转的转移矩阵，所述各个连杆的质心的加速度，以及所述各个关节的质心的角加速度，计算出所述各个关节所受的作用力，和所述各个关节所受的作用转矩；

根据所述坐标旋转的转移矩阵，所述各个关节所受的作用力，以及所述各个关节所受的作用转矩的计算逻辑，去映射到所述足式机器人的各个关节上，计算出所述足式机器人的所述各个关节的转矩，最终等效出所述足式机器人的离心力、科里奥利力和重力的相关向量以完成所述足式机器人的动力学建模；

所述对牛顿欧拉方法进行改进为应用计算所述离心力、科里奥利力和重力相关向量的运算。