[發明專利]雙輪腿機器人及其控制方法、裝置、存儲介質

在審

• 申請號: 202310549477.4
• 申請日: 2023-05-16
• 公開（公告）號: CN116573075A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 張鵬;聶鑫;楊瑤
• 申請（專利權）人: 科大訊飛（蘇州）科技有限公司;同濟大學;上海市同濟醫院;安徽科大訊飛醫療信息技術有限公司
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王雨

本申請公開了一種雙輪腿機器人及其控制方法、裝置、存儲介質，機器人由軀干和輪腿部組成，單腿由串聯的大腿和小腿組成，且單腿包含髖關節、膝關節和輪關節，分別配備有驅動電機，其中膝關節的驅動電機設置于軀干內。當接收到跳躍指令后，監控機器人實時所處的跳躍階段，在機器人處于地面階段的過程，采用地面平衡控制器控制機器人的各關節力矩，在機器人處于騰空階段的過程，采用騰空平衡控制器控制機器人的各關節力矩。本申請針對跳躍的動作連貫性，對雙輪腿機器人跳躍階段進行了階段細分，設置了不同階段對應的平衡控制器，兩個不同的平衡控制器分別采用不同的平衡控制策略，可以提升雙輪腿機器人整個跳躍過程的穩定性。

技術領域

本申請涉及可移動機器人技術領域，更具體的說，是涉及一種雙輪腿機器人及其控制方法、裝置、存儲介質。

背景技術

雙輪腿機器人屬于可移動機器人設備，這類機器人將輪式和腿式機器人的優點相結合，既具有輪式移動快的優點，又具備腿式適應性強的特點，可以適應更多的地形，廣泛應用于軍事、探險、救援、服務等領域。

現有大部分雙輪腿機器人一般僅能實現地面上的平衡控制，少數可以實現雙輪腿機器人的騰空跳躍，但是并未對雙輪腿機器人騰空跳躍階段做細致研究，通常采用統一的平衡控制策略控制雙輪腿機器人的地面動作及騰空跳躍，這就導致雙輪腿機器人跳躍動作的穩定性較差。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本申請以便提供一種雙輪腿機器人及其控制方法、裝置、存儲介質，用以提升對雙輪腿機器人跳躍過程控制的穩定性。具體方案如下：

第一方面，提供了一種機器人控制方法，應用于對雙輪腿機器人的控制過程，方法包括：

在接收到跳躍指令后，監控機器人實時所處的跳躍階段，所述跳躍階段包括地面階段和騰空階段；

在機器人處于地面階段的過程，采用預設的地面平衡控制器控制所述機器人的各關節的輸出力矩，以保持所述機器人在地面上的平衡；

在機器人處于騰空階段的過程，采用預設的騰空平衡控制器控制所述機器人的各個關節的輸出力矩，以保持所述機器人在空中的平衡。

優選地，所述地面階段包括三個子階段，按照時序順序依次為：縮腿下蹲階段、伸腿上升階段和離地檢測階段；

則所述在機器人處于地面階段的過程，采用預設的地面平衡控制器控制所述機器人的各關節的輸出力矩，包括：

在接收到跳躍指令后，檢測機器人當前姿態是否符合預設的跳躍條件，若是，進入縮腿下蹲階段；

在縮腿下蹲階段：通過高度規劃器在第一設定時間內調整機器人高度至期望高度H₀，之后進入伸腿上升階段；

在伸腿上升階段：通過高度規劃器在第二設定時間內調整機器人高度至期望高度H₁，并在到達所述第二設定時間的結束時刻后進入離地檢測階段；

在離地檢測階段：檢測機器人高度是否達到設定合適起跳高度H_p，若否，判定所述跳躍指令終止，若是，判定可以離地并進入騰空階段；

其中，在所述地面階段采用所述地面平衡控制器控制所述機器人的各關節的輸出力矩。

優選地，檢測機器人當前姿態是否符合預設的跳躍條件，包括：

獲取當前時刻機器人軀體部位的俯仰角及機器人的高度；

若所述俯仰角及所述高度各自均不超過預設跳躍閾值，則判定符合預設的跳躍條件，否則，判定不符合預設的跳躍條件。

優選地，所述騰空階段包括三個子階段，按照時序順序依次為：騰空縮腿階段、下落伸腿階段、落地檢測階段；