[發明專利]一種基于生物仿生原理和直覺的四足機器人運動控制方法有效
| 申請號： | 201910093601.4 | 申請日： | 2019-01-30 |
| 公開（公告）號： | CN109760761B | 公開（公告）日： | 2021-01-08 |
| 發明（設計）人： | 劉厚德;王翔;王學謙;梁斌;高學海;朱曉俊 | 申請（專利權）人： | 清華大學深圳研究生院 |
| 主分類號： | B62D57/032 | 分類號： | B62D57/032 |
| 代理公司： | 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223 | 代理人： | 江耀純 |
| 地址： | 518055 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 生物 仿生 原理 直覺 機器人 運動 控制 方法 | ||
1.一種基于生物仿生原理和直覺的四足機器人運動控制方法，其特征在于包括如下步驟：
S1、將四足機器人的行進分為兩個階段：支撐相和擺動相，其中支撐相是指腿部足端與地面接觸，為剩余的腿向前邁進提供支撐，而向前邁進的腿則為處于擺動相；
S2、采用CPG網絡生成四足機器人的前進信號，用來控制機體向前行進；同時采用VMC控制器對機體的姿態進行有效糾正，使得機器人能夠按照期望的姿態穩定行進；所述VMC控制器只施加在支撐相；
其中，通過比例微分控制器將CPG網絡的輸出轉化為關節力矩：
其中，kp和kd分別表示比例常數和微分常數，q和分別表示實時的機器人關節角度和關節角速度，下標d表示期望值。
2.如權利要求1所述的基于生物仿生原理和直覺的四足機器人運動控制方法，其特征在于：其中VMC控制器接受來自力傳感器的足端觸地信號來判斷每一條腿的觸地狀態。
3.如權利要求2所述的基于生物仿生原理和直覺的四足機器人運動控制方法，其特征在于：其中VMC控制器還接受機體如下實時狀態信息：每條腿的關節角、機體的姿態角以及角速率。
4.如權利要求1所述的基于生物仿生原理和直覺的四足機器人運動控制方法，其特征在于：VMC控制律如下：
τvm＝-JTfvm
上式中q表示控制器生成的機體姿態關節補償角，φ表示機體的姿態角，表示機體的姿態角速率，下標d表示期望的指標，k和b分別表示彈性系數和阻尼常數，fvm表示有虛擬構件產生的虛擬力，通過單腿的Jacobian矩陣J轉換為關節力矩τvm。
5.如權利要求4所述的基于生物仿生原理和直覺的四足機器人運動控制方法，其特征在于：關節上所施加的總的力矩表示為：
τsum＝τc+τvm
其中τc表示通過PD控制器將CPG的輸出轉化而成的關節力矩，τvm是由VMC控制器產生的姿態補償力矩，τsum表示施加在關節上的總的關節力矩信號；式中每一個量均為三維列向量，分別對應每條腿的側擺髖關節、前向髖關節和膝關節。
6.如權利要求1所述的基于生物仿生原理和直覺的四足機器人運動控制方法，其特征在于：在水平面T和穿過機體質心的橫截面P之間連接彈簧阻尼。
7.如權利要求6所述的基于生物仿生原理和直覺的四足機器人運動控制方法，其特征在于：當機體俯仰角保持為0時的，彈簧阻尼對保持原長，不會產生任何補償力。
8.一種基于生物仿生原理和直覺的四足機器人，其特征在于，采用如權利要求1-6中任一權利要求所述的方法進行控制。
9.一種計算機可讀介質，其特征在于：存儲有計算機程序，所述計算機程序可被執行以實現如權利要求1-6中任一權利要求所述的方法。
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于清華大學深圳研究生院，未經清華大學深圳研究生院許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201910093601.4/1.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
- 上一篇：一種電塔攀爬裝置
- 下一篇：一種足端自適應液壓四足機器人
