[發明專利]變電站足式機器人姿態調整方法、控制器、系統及機器人

有效

• 申請號: 202011636758.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112847354B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 孟健;肖鵬;李建祥;許瑋;馬曉鋒;許乃媛;孫虎;趙亞博;董旭;楊尚偉;韓鎧澤;李希智;呂俊濤;左新斌;張峰;楊月琛
• 申請（專利權）人: 國網智能科技股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種變電站足式機器人姿態調整方法，其特征在于，包括：

在足式機器人在前進時，采用同速后撤法以使擺動腿相對于軀干的移動速度與支撐腿相對于軀干的移動速度相同，以保證擺動腿豎直抬起；

在足式機器人站立平穩后，基于站立平穩后的姿態信息和幾何信息，計算足端在肩關節坐標系中的初始坐標，對肩關節坐標系進行旋轉得到第二坐標系，進一步得到第二坐標系中髖關節相對于原點的位置，再結合軀干姿態調整量和左右腳分開的距離，得到足端在肩關節坐標系中新坐標并進行站立位姿調整；

在足式機器人前進及站立位姿調整的過程中，基于當前運動工況，在滿足位姿約束下，利用足式運動平臺上機械臂的姿態主動調整，輔助足式運動平臺控制系統對平臺姿態的控制，以使足式運動平臺保持受力及轉矩的平衡狀態。

2.如權利要求1所述的變電站足式機器人姿態調整方法，其特征在于，在足式機器人在前進時，還采用超速后撤法，使擺動腿的后撤速度超過支撐腿的蹬地速度，從而避免抬腳時被地面障礙立面的凸出部分壓住而破壞平衡。

3.如權利要求2所述的變電站足式機器人姿態調整方法，其特征在于，超速后撤法用速度描述：擺動腿的后撤速度＝k*支撐腿的蹬地速度；其中，k大于1。

4.如權利要求2所述的變電站足式機器人姿態調整方法，其特征在于，超速后撤法用位置描述：擺動腿的后撤位置＝支撐腿的位置-抬腳結束后多后撤的距離與擺動相的預計時長的比值*進入擺動相后的計時時間。

5.如權利要求4所述的變電站足式機器人姿態調整方法，其特征在于，擺動腿抬腳時的運動軌跡分為X軸軌跡和Z軸軌跡，X軸軌跡向前為正，Z軸軌跡為擺動腿在Z軸的位置＝邁步高度與擺動相的預計時長的比值*進入擺動相后的計時時間。

6.如權利要求1所述的變電站足式機器人姿態調整方法，其特征在于，軀干調整量包括軀干扭轉角調整量、軀干俯仰角調整量、軀干橫滾角調整量、軀干左右平移調整量、軀干前后平移調整量和軀干上下平移調整量。

7.如權利要求1所述的變電站足式機器人姿態調整方法，其特征在于，旋轉采用Z-Y-X歐拉角表示，根據軀干的橫滾角、俯仰角和扭轉角調整量得到旋轉矩陣。

8.如權利要求7所述的變電站足式機器人姿態調整方法，其特征在于，新坐標為：^BHIPp_TOE＝R_X(-ψ_ref)R_Y(-θ_ref)R_Z(-φ_ref)(^PHIPp_TOE+^Pp_HIP+^Pp_B+δw)-^Bp_HIP；

其中，^Pp_B代表軀干在各個方向的平移量，^Pp_HIP代表第二坐標系中髖關節相對于原點的位置，δ代表左腿或者右腿，w代表腿左右張開調整量，ψ_ref、θ_ref、φ_ref分別代表軀干的橫滾角、俯仰角和扭轉角調整量，^PHIPp_TOE為第二坐標系中足尖相對于髖關節的位置，^Bp_HIP為肩關節坐標系中髖關節相對于原點的位置，R_X,、R_Y,、R_Z,分別為第二坐標系的X軸Y軸Z軸。

9.如權利要求1所述的變電站足式機器人姿態調整方法，其特征在于，足式機器人站立時的四只腳圍成的支撐多邊形大于肩關節和髖關節圍成的四邊形；

或幾何信息包括軀干到大腿根部的長度、大腿長度和小腿長度，姿態信息包括軀干、大腿和小腿間夾角。