【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建模仿真领域，尤其涉及一种基于modelica语言的液压四足机器人多系统建模方法、装置及设备。
技术介绍
1、当今机器人技术发展迅速，全球主要科技强国围绕机器人技术展开了大量研究，其中机器人的军事化应用尤被关注。军用机器人应当能适应复杂的战场环境且具备较高的载荷能力，出于此考虑，液压四足机器人成为军用机器人中的研究热点。液压驱动使得机器人具有较高的负载能力，而模仿动物的四足使得机器人更加稳定且灵活，对未知环境和地形适应性更强。
2、液压四足机器人涉及液压系统、控制系统和机械系统，具有多系统、强耦合的特点。其设计和分析涵盖多学科专业且相互耦合，设计分析复杂。因此，面对如此复杂的综合系统，若欲快速设计出具有高运动性和稳定性的液压四足机器人产品，必须在设计早期进行建模仿真验证以及方案的优化。现有建模方法实现路径如下：第一，针对液压四足机器人某子系统使用相应的软件进行单独的建模和仿真，以实现局部的单系统优化；第二，在第一步的基础上使用通讯接口进行多软件的联合仿真。然而，通讯接口的复杂配置和各软件求解器的弱兼容性抬高了实现上述第二步的门槛；即使在花费了大量的时间实现多软件联合仿真的配置后，各软件之间的割裂性也会使得在现实中的多系统耦合特性被解耦，其求解精度和求解效率也被降低。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于modelica语言的液压四足机器人多系统建模方法、装置及设备，解决了传统方法中多软件联合仿真时的求解精度和求解效率低的问题。
2、本专利
3、获取搭建的液压四足机器人机械系统多体动力学模型，并将所述液压四足机器人机械系统多体动力学模型进行可视化处理；
4、获取搭建的液压四足机器人液压系统模型；
5、获取搭建的液压四足机器人控制系统模型；
6、将所述机械系统多体动力学模型、液压系统模型和所述控制系统模型根据层级进行集成封装，得到液压四足机器人多系统仿真模型。
7、在本专利技术的一种实施例中，所述获取搭建的液压四足机器人机械系统多体动力学模型，具体包括：获取在三维软件中搭建的三维模型；通过插件将所述三维模型导出成.mo文件；在多领域统一建模与仿真分析软件中打开所述.mo文件，确定所述液压四足机器人机械系统多体动力学模型搭建完毕并封装。
8、在本专利技术的一种实施例中，所述将所述液压四足机器人机械系统多体动力学模型进行可视化处理，具体包括：获取在三维软件中建立液压四足机器人各零件的三维模型，将所述各零件的三维模型导出为标准三维几何文件；基于modelica语言，将modelica中的bodyshape模块与标准三维几何文件进行关联，并在向所述modelica导入所述标准三维几何文件时指明所述标准三维几何文件的路径或位置，以在调用相关文件时准确将三维模型进行可视化。
9、在本专利技术的一种实施例中，所述获取搭建的液压四足机器人液压系统模型，具体包括：获取搭建的单个液压缸系统模型，基于modelica语言规范，将所述单个液压缸系统模型进行封装，得到对应的单元文件；通过自下而上集成所述单元文件，生成整体液压四足机器人液压系统模型；其中，通过所述单个液压缸系统模型中的输入接口接收位移指令的输入，通过机械接口将单个液压系统模型中的液压缸的位移和力等信号传输至液压四足机器人机械系统多体动力学模型中。
10、在本专利技术的一种实施例中，所述获取搭建的液压四足机器人控制系统模型，具体包括：基于modelica语言规范，搭建液压四足机器人控制系统模型，所述控制系统模型主要包括时间序列模型、足段轨迹规划模型、逆运动学模型和关节几何模型。
11、在本专利技术的一种实施例中，所述时间序列模型用于根据设置规划出腿部的腾空相时间并传递至足段轨迹规划模型；所述足段轨迹规划模型用于根据提前设定好的步长和步高等运动参数规划出末端轨迹，并将轨迹分解成沿x轴和y轴的坐标传递至逆运动学模型；所述逆运动学模型用于根据足段轨迹反解出髋关节和膝关节角度并传递至关节几何模型；所述关节几何模型用于根据几何关系解算出各液压缸指令位移量，最后由输出信号接口传递至液压系统。
12、在本专利技术的一种实施例中，所述机械系统多体动力学模型包括腿部模型，所述腿部模型通过多体动力学接口与机体进行模型连接。
13、本专利技术提供一种基于modelica语言的液压四足机器人多系统建模装置，包括：
14、机械系统多体动力学模型搭建模块，用于获取搭建的液压四足机器人机械系统多体动力学模型，并将所述液压四足机器人机械系统多体动力学模型进行可视化处理；
15、液压系统模型搭建模块，用于获取搭建的液压四足机器人液压系统模型；
16、控制系统模型搭建模块，用于获取搭建的液压四足机器人控制系统模型；
17、液压四组机器人多系统模型模块，用于将所述机械系统多体动力学模型、液压系统模型和所述控制系统模型根据层级进行集成封装，得到液压四足机器人多系统仿真模型。
18、本专利技术提供一种基于modelica语言的液压四足机器人多系统建模设备，包括：
19、至少一个处理器；以及，
20、与所述至少一个处理器通过总线通信连接的存储器；其中，
21、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被执行，以实现如上述各实施例任一项所述的方法。
22、一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令由处理器执行，以实现如上述各实施例任一项所述的方法。
23、本专利技术提供了一种基于modelica语言的液压四足机器人多系统建模方法、装置及设备，至少包括以下有益效果：
24、1、本专利技术采用modelica语言是一种面向对象的、基于方程的、非因果的多领域统一建模语言,针对涉及机械、电子、控制、液压、气动、热等多学科、多专业耦合的大规模复杂异构模型的构建具有天然的优势。
25、2、本专利技术采用基于modelica语言的液压四足机器人多系统建模方法，相比现有的纯数学公式推导建模方法和多软件通过通讯接口联合仿真的方法更简单快捷，稳定性和求解精度更高。
26、3、本专利技术采用基于modelica语言的液压四足机器人多系统建模方法，仿真结果可以进行可视化分析，结合三维动画和曲线进行运动分析，提高模型的调试效率和建模准确性。
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1.一种基于Modelica语言的液压四足机器人多系统建模方法，其特征在于，基于Modelica模型进行建模，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取搭建的液压四足机器人机械系统多体动力学模型，具体包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述液压四足机器人机械系统多体动力学模型进行可视化处理，具体包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取搭建的液压四足机器人液压系统模型，具体包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取搭建的液压四足机器人控制系统模型，具体包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述时间序列模型用于根据设置规划出腿部的腾空相时间并传递至足段轨迹规划模型；
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机械系统多体动力学模型包括腿部模型，所述腿部模型通过多体动力学接口与机体进行模型连接。
8.一种基于Modelica语言的液压四足机器人多系统建模装置，其特征在于，包括：
9.一种基于Modelica
10.一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令由处理器执行，以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于modelica语言的液压四足机器人多系统建模方法，其特征在于，基于modelica模型进行建模，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取搭建的液压四足机器人机械系统多体动力学模型，具体包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述液压四足机器人机械系统多体动力学模型进行可视化处理，具体包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取搭建的液压四足机器人液压系统模型，具体包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取搭建的液压四足机器人控制系统模型，具体包括：
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：何源通，曾存，金正国，李想，梁德栋，张宝坤，鲍丙瑞，
申请(专利权)人：苏州同元软控信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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