[发明专利]H型六足机器人及其行走控制方法

权利要求书

1.一种H型六足机器人，其特征在于：包括H型机身、可转动设置于所述机身的六个C型腿和用于驱动所述C型腿转动的行走驱动系统；六个所述C型腿分别为左前腿、中前腿、右前腿、左后腿、中后腿和右后腿；所述机器人的质量关于所述机身中心线对称分布；所述左前腿、中前腿和右前腿的转轴同轴，左后腿、中后腿和右后腿的转轴同轴，且所述中前腿和中后腿位于机身的中心线。

2.根据权利要求1所述的H型六足机器人，其特征在于：所述行走驱动系统至少包括一一对应驱动六个所述C型腿转动的电机和CPG振荡器；各所述CPG振荡器之间都相互双向耦合，输出类正弦函数波形信号，并通过映射函数将所述信号映射到机器人的关节空间，从而实现机器人的运动控制。

3.一种用于权利要求1所述的H型六足机器人的行走控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1.根据人工遥控，向CPG网络发送步态切换控制指令；

s2.CPG网络收到切换指令后，根据模型方程，改变生成目标步态的相位差和占地系数；

s3.通过映射函数，将生成的相位差信号映射到各个关节的控制信号；

s4.机器人根据各个关节控制信号实现各种步态运动。

4.根据权利要求3所述的六足机器人的行走控制方法，其特征在于：所述CPG振荡器采用Hopf模型建立，并选择全连接控制网络，所述控制网络的表达式为：

其中，σ为收敛因子；R为极限环的半径；ω为振荡频率；Δ为耦合项；所述耦合项Δ表示为：

其中，为第j个神经元振荡器相对于第i个神经元振荡器的相位差，λ为耦合系数。

5.根据权利要求4所述的六足机器人的行走控制方法，其特征在于：步骤s3中，所述映射函数表示为：

其中θ_s为支撑相，θ_t为摆动相。

6.根据权利要求5所述的H型六足机器人的行走控制方法，其特征在于：步骤s2中，所述Hopf模型通过引入占地系数和关节平均转速加以改进后得到模型表示为：

其中v_ik表示k时刻第i个振荡器的状态量v的值，ω_ik表示第i个振荡器在k时刻的振荡频率。ε为占地系数，N是关节平均转速。

7.根据权利要求6所述的H型六足机器人的行走控制方法，其特征在于：步骤s2中，步态切换时，使相位差和占地系数在一定时间内从当前步态对应的数值连续变化到目标步态所对应的数值，其变化过程表示为：

其中和ε⁺是目标步态的相位差和占地系数，和ε^-是当前步态的相位差和占地系数，t0表示收到步态切换指令的时刻，t为自t0时刻开始后的时间累积，k是调节参数变化过程快慢的常数。