[發(fā)明專利]一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810866476.1
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN108860360A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于天寧;劉厚德;梁斌;王學(xué)謙;朱曉俊;高學(xué)海
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

1.一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)，其特征在于，包括：所述系統(tǒng)包括依次連接姿態(tài)檢測子系統(tǒng)、運動規(guī)劃子系統(tǒng)和力矩控制子系統(tǒng)；

所述姿態(tài)檢測子系統(tǒng)通過對機(jī)器人返回的姿態(tài)與關(guān)節(jié)信號進(jìn)行處理，再將數(shù)據(jù)傳入運動規(guī)劃子系統(tǒng)；

所述運動規(guī)劃子系統(tǒng)通過對地形變化和障礙物尺寸分析規(guī)劃出機(jī)器人的跳躍運動軌跡，計算其預(yù)期的位移、速度、加速度值；

所述力矩控制子系統(tǒng)根據(jù)運動規(guī)劃出的運動軌跡，計算各關(guān)節(jié)需要的輸入力矩。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)，其特征在于,所述系統(tǒng)還包括并行連接的機(jī)器人仿真模型和機(jī)器人實體系統(tǒng)；所述姿態(tài)檢測子系統(tǒng)可以獲取機(jī)器人仿真模型的姿態(tài)和關(guān)節(jié)信號，也可以獲取實體機(jī)器人實體姿態(tài)和關(guān)節(jié)信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)，其特征在于,所述姿態(tài)檢測子系統(tǒng)采用平滑濾波算法得到數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)，其特征在于,所述運動規(guī)劃子系統(tǒng)中的運動軌跡包括依次的準(zhǔn)備階段、前向跳躍階段、騰空階段、落地緩沖階段、恢復(fù)階段。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)，其特征在于,所述準(zhǔn)備階段中，四足機(jī)器人下蹲、重心下移并且后傾，關(guān)節(jié)留有前向活動空間。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)，其特征在于,所述前向跳躍階段前足收縮離開地面，后足伸張，為軀體提供加速度，保持軀干俯仰角低于10度。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)，其特征在于,所述騰空階段判斷障礙物的高低；如果障礙物高度低于0.2m時，四足從后向前運動；如果障礙物高度高于0.2m時，四足在向前運動的同時，向上收縮之后再恢復(fù)原來的腿部高度。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)，其特征在于,所述落地緩沖階段前足先落地，承受較大的壓力；控制軀體逐漸減速至零，后足后落地，逐漸恢復(fù)站立狀態(tài)。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)，其特征在于,所述恢復(fù)階段軀干重心上移、后移，將軀體恢復(fù)到準(zhǔn)備跳躍跨越障礙時的高度和位置。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四足機(jī)器人跳躍障礙的系統(tǒng)，其特征在于,所述力矩控制子系統(tǒng)包含依次連接的拉格朗日動力學(xué)計算模塊和PD控制器模塊；所述拉格朗日動力學(xué)用來計算模塊計算四足機(jī)器人在矢狀面下的各關(guān)節(jié)輸入力矩；所述PD控制器模塊是對拉格朗日動力學(xué)用來計算模塊得到的輸入力矩進(jìn)行修正。