[發明專利]一種仿人機器人行走中的振動抑制方法

在審

• 申請號: 201611168615.0
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106584460A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 易江;朱秋國;熊蓉;吳俊
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種基于輸入成形器的仿人機器人行走中的振動抑制方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)利用足底六維力/力矩傳感器采集ZMP位置階躍響應信號。

(2)根據ZMP階躍響應信號對ZMP參考值到ZMP實際值的過程進行建模。

(3)根據步驟2得到的模型，構造輸入成形器。

(4)根據步驟2得到的模型，計算參考ZMP軌跡的時間提前量。

(5)將步驟3得到的輸入成形器及步驟4得到的時間提前量置于參考ZMP軌跡生成器之后，應用于仿人機器人的行走。

2.根據權利要求1所述基于輸入成形器的仿人機器人行走中的振動抑制方法，其特征在于，所述步驟(1)具體為：令機器人雙腳著地，同時將一個幅度為兩腳中心間距四分之一的左右方向的參考ZMP階躍信號，或一個幅度為兩腳長度四分之一的前后方向的參考ZMP階躍信號輸入到基于預觀控制的質心軌跡生成器中，產生相應的左右或前后方向的質心平移運動，利用安裝在足底的六維力/力矩傳感器測量這一過程中左右或前后方向上的實際ZMP位置變化軌跡。

3.根據權利要求1所述基于輸入成形器的仿人機器人行走中的振動抑制方法，其特征在于，所述步驟(2)具體為：設左右或前后方向上由參考ZMP輸入到實際ZMP輸出的過程的復域形式的傳遞函數G(s)為：

其中，s為復域的拉普拉斯變換算子，ζ為阻尼系數，ω為無阻尼自然振蕩頻率

使用步驟(1)中測得的輸入—輸出數據，使用最小二乘法或解析法，求取模型參數ω和ζ。

4.根據權利要求1所述基于輸入成形器的仿人機器人行走中的振動抑制方法，其特征在于，所述步驟(3)具體為：構造由兩個脈沖組成的數字濾波器形式的輸入成形器，兩個脈沖的幅值A₁和A₂分別為：

$\left\{\begin{array}{c}{A}_1=\frac{1}{1+K}\\ A_2=\frac{K}{1+K}\end{array}\right.$

其中參數K定義為：

$K=e^{-\mathrm{\ζ}\mathrm{\π}/\sqrt{1-{\mathrm{\ζ}}^2}};$

而兩個脈沖的時刻t₁和t₂分別為：

$\left\{\begin{array}{c}{t}_1=0\\ t_2=\frac{\mathrm{\π}}{\mathrm{\ω}\sqrt{1-{\mathrm{\ζ}}^2}}\end{array}\right..$