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一种双足仿生机器人动力学建模方法、装置及介质制造方法及图纸

技术编号:40546266 阅读:16 留言:0更新日期:2024-03-05 19:03
本发明专利技术一种双足仿生机器人动力学建模方法、装置及介质,该方法步骤包括:将双足仿生机器人抽象为包括躯干、右大腿、右小腿、左大腿、左小腿、右上臂、右小臂、左上臂、左小臂的多连杆刚体系统,支撑腿末端为原点建立坐标系并构建各子系统的动力学模型以及单腿支撑、双足支撑相时各子系统之间的约束关系;根据构建的各子系统的动力学模型以及各子系统之间的约束关系,基于UK方程按照层级式构建得到约束动力学系统,即得到双足仿生机器人的完整动力学模型。本发明专利技术具有实现方法简单、计算量小、建模效率以及精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动双足仿生机器人,尤其涉及一种双足仿生机器人动力学建模方法、装置及介质


技术介绍

1、足式机器人是一种不同于轮式机器人的移动机器人,其复杂的构型使得对环境有更强的适应性,比如爬楼梯、走崎岖不平的山路等。足式机器人一般分为双足、四足和六足,其中双足仿生机器人外形高度拟人,该种类似人体的形态理论上能够完成人类的所有行为动作,甚至能够在复杂、危险的环境下代替人类完成指定任务。为了使双足仿生机器人能够精准的执行人类的动作,需要控制其各个关节运动轨迹,要实现各个关节运动轨迹的精准控制关节在于动力学模型的构建。

2、对于双足仿生机器人动力学模型,现有技术中通常是采用忽略双腿支撑相,将双足仿生机器人行走动力学视为单腿支撑相的交替过程,或者将双腿支撑相视为瞬时完成,将其视作为一个碰撞过程,采用应用拉格朗日方程进行建模。但在实际的低速步行中,双腿支撑阶段具有一定的持续时间,传统忽略双腿支撑相的建模方式难以精准描述双足仿生机器人行走动力学特性,且由于双足仿生机器人是一个多刚体的动力学系统,具有高自由度、高耦合的特点,传统采用拉格朗日方程的动力学建本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双足仿生机器人动力学建模方法,其特征在于,步骤包括:

2.根据权利要求1所述的双足仿生机器人动力学建模方法,其特征在于,将系统划分为5个子系统,其中由右大腿、右小腿构成第一子系统,左大腿、左小腿构成第二子系统,右上臂、右小臂构成第五子系统,左上臂、左小臂构成第四子系统,以及躯干作为第三个子系统。

3.根据权利要求2所述的双足仿生机器人动力学建模方法,其特征在于,所述第一子系统的动力学模型为qⅠ=[q1;q2],M1表示第一子系统的惯性矩阵,q1表示第一构件的广义角,表示q1的二阶导数,q2表示第二构件的广义角;所述第二子系统的动力学模型为qⅡ=[x4;z4...

【技术特征摘要】

1.一种双足仿生机器人动力学建模方法,其特征在于,步骤包括:

2.根据权利要求1所述的双足仿生机器人动力学建模方法,其特征在于,将系统划分为5个子系统,其中由右大腿、右小腿构成第一子系统,左大腿、左小腿构成第二子系统,右上臂、右小臂构成第五子系统,左上臂、左小臂构成第四子系统,以及躯干作为第三个子系统。

3.根据权利要求2所述的双足仿生机器人动力学建模方法,其特征在于,所述第一子系统的动力学模型为qⅰ=[q1;q2],m1表示第一子系统的惯性矩阵,q1表示第一构件的广义角,表示q1的二阶导数,q2表示第二构件的广义角;所述第二子系统的动力学模型为qⅱ=[x4;z4;q4;q5],m2表示第二子系统的惯性矩阵,q2表示第二子系统的广义力,x4表示第四构件的前端x坐标,z4表示第四构件的前端z坐标,q4表示第四构件的广义角,q5表示第五构件的广义角,所述第三子系统的动力学模型为qⅲ=[x3;z3;q3],m3表示第三子系统的惯性矩阵,x3表示第三构件的前端x坐标,z3表示第三构件的前端z坐标,q3表示第三构件的广义角,q3表示第三子系统的广义力,所述第四子系统的动力学模型为qⅳ=[x6;z6;q6;q7],m4表示第四子系统的惯性矩阵,x6表示第六构件的前端x坐标,z6表示第六构件的前端z坐标,q6表示第六构件的广义角,q7表示第七构件的广义角,所述第五子系统的动力学模型为qⅴ=[x8;z8;q8;q9],m5表示第五子系统的惯性矩阵,q5表示第五子系统的广义力,x8表示第八构件的前端x坐标,z8表示第八构件的前端z坐标,q8表示第八构件的广义角,q9表示第九构件的广义角,所述第一构件、第二构件分别对应为右大腿...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨钦文肖罡李佳文黄晋张蔚范龙杰
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:

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