一种四足机器人抗滑动控制方法技术

技术编号:44699246 阅读:17 留言:0更新日期:2025-03-19 20:50
本发明专利技术涉及机器人技术领域,公开了一种四足机器人抗滑动控制方法,包括对足端接触情况进行估计的滑动检测器,以及在识别滑动发生后激活的滑动补偿控制器;滑动检测器通过估计四足机器人接触足在世界坐标系中的位置和速度,以判断是否发生滑动;基于模型预测控制实现四足机器人的滑动补偿控制器,根据四足机器人的动力学模型构建模型预测控制问题;对模型预测控制问题进行求解,获得最优的对地控制力。本发明专利技术通过在检测模型中引入末端执行器的速度和位移误差,本发明专利技术实现了对不同步态模式下足端滑动的精确检测。同时,本发明专利技术提出的混合控制器将稳定滑动腿的控制任务分解为水平面位置控制和垂直力控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人,具体涉及一种四足机器人抗滑动控制方法


技术介绍

1、四足机器人由于腿式运动的灵活性和适应性,已被广泛应用于各种地形和条件下的具有挑战性的任务,例如矿山勘探、工业检查和救援等。与轮式机器人不同,四足机器人作为典型的浮动基座欠驱动系统,需要通过足端和地面的接触来获得控制所需的外部输入力。因此,可靠地估计和执行接触力对于运动策略至关重要。然而,在沙地、冰雪等易滑表面运动时,摩擦力的缺失会使足式机器人的足端和地面之间发生滑动,这会导致机器人运动失稳并摔倒。因此,开发四足机器人在滑动表面的抗滑动控制算法,对提升其稳定性与安全性具有积极意义。

2、常规的四足机器人控制算法多基于静止接触假设来推导和控制足端接触力,即添加接触点速度和加速度为零的运动学约束。通过将此约束代入浮动基座动力学,可以在无需额外的力传感器的情况下,将接触力推导出为约束力。然而,当滑动发生时,静止接触的假设则不再成立,此时支撑腿的接触点将偏离其预定位置,导致支撑多边形变形,导致机器人失去平衡并跌倒。为提升滑动表明的运动稳定性,部分现有算法通过主动切换较为缓慢的四足本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种四足机器人抗滑动控制方法,其特征在于,包括对足端接触情况进行估计的滑动检测器,以及在识别滑动发生后激活的滑动补偿控制器;其中:

2.根据权利要求1所述的一种四足机器人抗滑动控制方法,其特征在于,所述滑动检测器通过估计四足机器人接触足在世界坐标系中的位置和速度,以判断是否发生滑动,具体包括:

3.根据权利要求2所述的一种四足机器人抗滑动控制方法,其特征在于,所述机器人的广义坐标q由卡尔曼滤波算法给出,卡尔曼滤波算法的输入为机器人的本体感知信息,包括足端接触传感器、惯性测量单元IMU和关节角度编码器。

4.根据权利要求1所述的一种四足机器人抗滑动控...

【技术特征摘要】

1.一种四足机器人抗滑动控制方法,其特征在于,包括对足端接触情况进行估计的滑动检测器,以及在识别滑动发生后激活的滑动补偿控制器;其中:

2.根据权利要求1所述的一种四足机器人抗滑动控制方法,其特征在于,所述滑动检测器通过估计四足机器人接触足在世界坐标系中的位置和速度,以判断是否发生滑动,具体包括:

3.根据权利要求2所述的一种四足机器人抗滑动控制方法,其特征在于,所述机器人的广义坐标q由卡尔曼滤波算法给出,卡尔曼滤波算法的输入为机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员:秦家虎闫成真刘轻尘江一鸣
申请(专利权)人:中国科学技术大学
类型:发明
国别省市:

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