[发明专利]一种仿鼠四足机器人跳跃动作的开环控制方法及系统有效
| 申请号： | 202210491369.1 | 申请日： | 2022-05-07 |
| 公开（公告）号： | CN114911164B | 公开（公告）日： | 2023-05-02 |
| 发明（设计）人： | 贺一鸣;石青;金彦周;许毅;贾广禄;孙韬 | 申请（专利权）人： | 北京理工大学 |
| 主分类号： | G05B13/04 | 分类号： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 北京高沃律师事务所 11569 | 代理人： | 刘芳 |
| 地址： | 100081 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 仿鼠四足 机器人 跳跃 动作 开环 控制 方法 系统 | ||
1.一种仿鼠四足机器人跳跃动作的开环控制方法，其特征在于，包括：
根据四足机器人形态构建单刚体模型；
获取所述单刚体模型的模型参数；
根据所述模型参数构建单刚体动力学模型，所述单刚体动力学模型具体为：
其中，表示质心速度，表示质心加速度，表示刚体姿态的导数，表示身体旋转的角加速度，m表示总质量，Fi表示第i足对应的地面反力，i∈[FL,FR,HL,HR]，Fi∈[FFL,FFR,FHL,FHR]，FL表示左前足，FR表示右前足，HL表示左后足，HR表示右后足，FFL表示左前足的地面反力，FFR表示右前足的地面反力，FHL表示左后足的地面反力，FHR表示右后足的地面反力，g表示重力加速度，表示刚体姿态，即身体坐标系相对于惯性坐标系的旋转矩阵，Bω表示身体旋转的角速度，BI表示刚体惯量，表示单刚体动力学模型的状态方程的导数，ri表示第i足端位置到质心位置的向量；
利用测力台和运动捕捉系统获取四足机器人的最大起跳高度、跳跃前进距离与地面反力之间对应关系，记为第一数据，所述地面反力为四条腿对应的地面反力；
获取需要跨越障碍的高度和宽度，记为第二数据；
根据所述第一数据得到第二数据对应的四条腿的地面反力；
获取所述单刚体模型的第i足端位置到质心位置的向量；
将所述第i足端位置到质心位置的向量和第二数据对应的四条腿的地面反力输入所述单刚体动力学模型，得到控制参数；
根据所述控制参数控制所述四足机器人跳跃。
2.根据权利要求1所述的仿鼠四足机器人跳跃动作的开环控制方法，其特征在于，所述“根据四足机器人形态构建单刚体模型”步骤之后，“获取所述单刚体模型的模型参数”步骤之前，还包括：基于所述单刚体模型构建身体坐标系。
3.根据权利要求1所述的仿鼠四足机器人跳跃动作的开环控制方法，其特征在于，所述获取所述单刚体模型的模型参数，具体包括质心速度、质心加速度、刚体姿态的导数和身体旋转的角加速度。
4.根据权利要求1所述的仿鼠四足机器人跳跃动作的开环控制方法，其特征在于，所述根据第一数据得到第二数据对应的四条腿的地面反力，具体包括：
判断所述第二数据是否与第一数据中的最大起跳高度和跳跃前进距离相同；
若是，则获取第一数据中的四条腿的地面反力作为第二数据对应的四条腿的地面反力；
若否，采用双线性插值算法对所述第一数据进行补充。
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