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一种轮式双足机器人的运动控制方法及系统技术方案

技术编号:40090434 阅读:31 留言:0更新日期:2024-01-23 16:07
本发明专利技术公开了一种轮式双足机器人的运动控制方法及系统,包括:模型预测控制器基于输入的运动控制指令输出需要向躯干施加的广义力旋量F;求解机器人的躯干质心与车轮中心点在x轴方向的距离Δx;基于离心力补偿策略计算躯干横滚角,基于地形适应策略计算躯干坐标系下的车轮位置;经过逆运动学求解得到期望的腿部关节角度、腿部关节速度和摆杆俯仰角,作为状态输入;全身控制器基于模型预测控制器求解得到的广义力旋量F和逆运动学求解得到的状态输入,融合动力学前馈和关节反馈,最终得到控制机器人运动的腿部关节力矩和轮关节力矩。本发明专利技术增强机器人在高速转向时的鲁棒性,防止发生侧翻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轮式双足机器人,尤其涉及一种轮式双足机器人的运动控制方法及系统


技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息,不必然构成在先技术。

2、随着科学技术的不断发展,移动机器人逐渐融入到日常生活工作中,这也导致人们对机器人的场景适应能力和工作效率提出了更高的需求。结合了轮式机器人能效高的优势和腿足式机器人地形适应能力强的特点,在许多应用场景中,轮-腿机器人成为更好的选择。但是,四轮腿或六轮腿的机器人在转向时存在转弯半径大或转弯速度慢的问题,这限制了它们的运动灵活性。拥有快速移动和零半径转弯能力的轮式双足机器人能够很好的解决这种痛点。

3、现有的技术中,通常对轮式双足机器人的车轮运动和腿部运动分开控制,即车轮控制器实现机器人平衡而腿部控制器实现地形适应,这种方式忽略了轮-腿之间的耦合作用,不利于机器人的稳定控制。同时,轮式双足机器人具有高速转向的运动潜力,然而转向速度越快发生侧翻的风险越大。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本专利技术提出了一种轮式双本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,基于躯干动力学模型构建模型预测控制器,具体为:

3.如权利要求1所述的一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,所述轮-腿动力学模型,具体为:

4.如权利要求1所述的一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,基于WIPM动力学求解机器人的躯干质心与车轮中心点在x轴方向的距离Δx,具体为:

5.如权利要求1所述的一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,

6.如权利要求1所述的一种轮式双足机器人...

【技术特征摘要】

1.一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,基于躯干动力学模型构建模型预测控制器,具体为:

3.如权利要求1所述的一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,所述轮-腿动力学模型,具体为:

4.如权利要求1所述的一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,基于wipm动力学求解机器人的躯干质心与车轮中心点在x轴方向的距离δx,具体为:

5.如权利要求1所述的一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,

6.如权利要求1所述的一种轮式双足机器人的运动控制方法,其特征在于,基于地形适应策略计算躯干坐标系下的车轮位置,具...

【专利技术属性】
技术研发人员:荣学文王宇陈腾张国腾辛亚先
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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