[发明专利]基于六自由度腿的机器人双足行走仿真评估系统及评估方法

权利要求书

1.基于六自由度腿的机器人双足行走仿真评估系统，其特征在于：包括双足机器人模型和步态规划算法，双足机器人模型(1)和步态规划算法(2)为仿真评估系统的输入，双足机器人模型包含了机器人的外形及动力学参数，步态规划算法则能够依据期望的落脚足迹规划出全身多达20余个关节的运动轨迹；仿真评估系统内设置有动力学仿真平台和标准实验目标足迹序列，并采集双足机器人的实际足迹序列，算出足迹跟随误差，并通过关节轨迹规划算法得到全身关节运动轨迹，将全身关节运动轨迹规划到动力学仿真平台，然后通过摔倒时刻和步行稳定裕度进行仿真评估；仿真评估系统的输出是仿真评估结果，用以评估机器人结构以及步态规划算法的性能；

仿真评估系统的作用力计算功能计算出每个时刻地面反力的位置，结合当前落脚足迹的位置，进而计算出步行稳定裕度；当某个时刻机器人无法稳定行走时，由仿真系统自动记录摔倒的时刻；摔倒的时刻、步行稳定裕度以及足迹跟随误差共同构成仿真评估结果。

2.根据权利要求1所述的基于六自由度腿的机器人双足行走仿真评估系统，其特征在于：双足机器人模型包含机器人的零部件3D模型以及动力学参数，其中动力学参数包括该零件的重量、重心位置、惯量矩阵的数据；零部件3D模型采用三维CAD软件生成。

3.根据权利要求1所述的基于六自由度腿的机器人双足行走仿真评估系统，其特征在于：双足机器人模型的每条腿仅有6个自由度。

4.根据权利要求3所述的基于六自由度腿的机器人双足行走仿真评估系统，其特征在于： 6个自由度包括：髋关节3个、膝关节1个、踝关节2个。

5.根据权利要求1所述的基于六自由度腿的机器人双足行走仿真评估系统，其特征在于：标准实验目标足迹序列为一种为全方位步行运动所确定的标准行走方式，每一次仿真实验均给与相同的行走指令，其中包括前进、后退、侧移和旋转的足迹指令。

6.根据权利要求1所述的基于六自由度腿的机器人双足行走仿真评估系统，其特征在于：关节轨迹规划算法依据实际足迹序列以及双足机器人模型进行步态规划，生成全身全部关节运动轨迹，全部关节运动轨迹即每个时刻机器人各个关节所应到达的转角位置。