一种应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法及设备技术

技术编号:41457123 阅读:13 留言:0更新日期:2024-05-28 20:43
本发明专利技术公开一种应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法及设备,涉及机器人运动控制技术领域,包括:建立单轮腿机器人的合成质心运动学与动力学模型;建立单轮腿机器人的垂直跳跃状态采样图;基于单轮腿机器人的垂直跳跃状态采样图进行若干次采样,并求解腾空阶段的代价函数值,以确定目标采样结果;基于目标采样结果和合成质心运动学与动力学模型确定起跳阶段、腾空阶段和落地阶段的优化问题;分别求解各阶段的优化问题,得到各阶段的合成质心轨迹和轮端轨迹,并拼接生成单轮腿机器人完整跳跃过程的运动轨迹。本发明专利技术能够使单轮腿机器人以更小的作动能力准确跳跃期望的离地高度,提高跳跃特定高度的精度,降低跳跃运动所需的作动器性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人运动控制,特别是涉及一种应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法及设备


技术介绍

1、近些年随着社会发展,人们越来越关注无人平台的通过性。轮腿式机器人在多样化地形下表现出优秀的适应能力,它们可以通过驱动车轮在良好路面上实现高速行驶,通过迈腿来跨越障碍物。跳跃是一种高效的越障动作,机器人通过这种方式,可以在短时间内通过特定的地形障碍。但是在跳跃运动规划这一技术问题上,当前鲜有针对轮腿式机器人的研究,大多工作聚焦于四足机器人和双足机器人。并且现有的机器人跳跃研究大多忽略了腿部末端质量,仅考虑腿上质量。这种简化造成的误差会在高动态运动中体现,不利于机器人实现精准跳跃。而且鲜有人以期望的跳跃高度作为目标来综合规划质心轨迹与腿末端轨迹,导致机器人总是进行竭尽全力的跳跃,力矩需求高,消耗能量较大,而恰到好处的跳跃运动是不常见的。

2、综上所述,现有的针对机器人跳跃轨迹规划的研究主要有以下三点问题。其一,大多研究忽略了机器人躯体以下的质量,仅考虑躯体这一单刚体,规划其质心轨迹。这对于步态工况是可行的,因为躯体中心作为质心的假设造成的误差在非本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特征在于,根据冠状面分析,建立单轮腿机器人的合成质心运动学与动力学模型,具体包括:

3.根据权利要求2所述的应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特征在于,单轮腿机器人的合成质心运动学与动力学模型的表达式为:

4.根据权利要求3所述的应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特征在于,最大车轮离地高度与起跳瞬间垂向状态的关系式为:

5.根据权利要求4所述的应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特征在于,起跳瞬间...

【技术特征摘要】

1.一种应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特征在于,根据冠状面分析,建立单轮腿机器人的合成质心运动学与动力学模型,具体包括:

3.根据权利要求2所述的应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特征在于,单轮腿机器人的合成质心运动学与动力学模型的表达式为:

4.根据权利要求3所述的应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特征在于,最大车轮离地高度与起跳瞬间垂向状态的关系式为:

5.根据权利要求4所述的应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特征在于,起跳瞬间垂向状态与落地瞬间垂向状态的关系式为:

6.根据权利要求5所述的应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢景硕韩立金侯泓钰许绍伟
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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