[发明专利]融合平衡策略的下肢机器人动力学仿真平台及仿真方法

摘要

本发明属于下肢机器人仿真领域，并具体公开了一种融合平衡策略的下肢机器人动力学仿真平台及仿真方法，该仿真平台采用模块化设计，包括机器人动力学模型模块、拟人步态规划模块和平衡模块，机器人动力学模型模块用于构建虚拟被控对象，其包括实体子模块、刚性变换子模块和转动关节子模块，转动关节子模块包括主动关节子模块和被动关节子模块；拟人步态规划模块和平衡模块均与机器人动力学模型模块相连，拟人步态规划模块用于生成虚拟被控对象的期望关节角度，平衡模块用于限制虚拟被控对象的质心过度运动；该仿真平台的构建简单高效，并融合平衡策略，满足下肢机器人步态仿真对平衡的需求，模块化设计便于不同仿真功能的快速切换。

主权项

1.一种融合平衡策略的下肢机器人动力学仿真平台，其特征在于，采用模块化设计，包括机器人动力学模型模块、拟人步态规划模块和平衡模块，其中：所述机器人动力学模型模块用于构建虚拟被控对象，其包括实体子模块、刚性变换子模块和转动关节子模块，所述实体子模块包括虚拟被控对象的各个部位，所述刚性变换子模块用于确定虚拟被控对象各个部位之间的相对位置，所述转动关节子模块用于构建连接虚拟被控对象各个部位的转动关节，其包括主动关节子模块和被动关节子模块；以此，由实体子模块和刚性变换子模块确定虚拟被控对象的各个部位及其之间的相对位置，并由转动关节子模块按此相对位置对虚拟被控对象的各个部位进行连接，完成虚拟被控对象的构建；所述拟人步态规划模块和所述平衡模块均与所述机器人动力学模型模块相连，所述拟人步态规划模块用于生成虚拟被控对象的期望关节角度，使虚拟被控对象按期望关节角度进行行走；所述平衡模块用于限制虚拟被控对象的质心过度运动，使虚拟被控对象在行走时保持平衡。