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申请/专利权人：北京理工大学
申请日：2024-04-18
公开（公告）日：2024-06-18
公开（公告）号：CN118067133B
主分类号：G01C21/20
分类号：G01C21/20
优先权：
专利状态码：有效-授权
法律状态：2024.06.18#授权;2024.06.11#实质审查的生效;2024.05.24#公开
摘要：本发明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。
主权项：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：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；所述单轮腿机器人包括依次连接的顶部躯体、大腿连杆、小腿连杆和车轮；所述顶部躯体与所述大腿连杆的连接处为髋关节；所述大腿连杆与所述小腿连杆的连接处为膝关节；所述车轮的中心为轮端；所述合成质心运动学与动力学模型用于表征世界坐标系下合成质心的速度和加速度；根据几何尺寸和运动学分析，建立单轮腿机器人的垂直跳跃状态采样图；所述垂直跳跃状态采样图用于表征不同的最大车轮离地高度对应的起跳瞬间垂向状态和每个起跳瞬间垂向状态对应的一组落地瞬间垂向状态；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；所述目标采样结果为使腾空阶段的代价函数值最小的一组起跳瞬间垂向状态和落地瞬间垂向状态；以单轮腿机器人的合成质心运动学与动力学模型作为起跳阶段和落地阶段的合成质心动力学约束，以目标采样结果作为起跳阶段、腾空阶段和落地阶段的合成质心状态配置约束，以合成质心位置和轮端位置作为优化变量，确定起跳阶段、腾空阶段和落地阶段的优化问题；分别求解起跳阶段、腾空阶段和落地阶段的优化问题，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。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 北京理工大学 一种应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法及设备
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