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：CN118061197B

主分类号：B25J9/16

分类号：B25J9/16

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：本发明提供了一种应用于单轮腿机器人跳跃运动的控制方法及系统，涉及单轮腿机器人跳跃运动控制领域，方法包括：基于单轮腿机器人动力学模型，结合传感器模块反馈的实际信息，建立扩张状态观测器，确定复合扰动观测值，补偿至动力学方程中，确定补偿后的动力学方程的动力学约束；根据关节作动器的力矩，建立最大力矩限制的不等式约束，确定跳跃工况下运动跟踪任务之间的优先级顺序，根据最大力矩限制的不等式约束以及动力学约束的任务表示形式，采用分层二次规划方法求解各项运动跟踪任务，确定满足优先级顺序的髋关节、膝关节和车轮力矩，发送至关节作动器，实现单轮腿机器人的跳跃运动。本发明能够使得单轮腿机器人达到更好的跳跃效果。

主权项：1.一种应用于单轮腿机器人跳跃运动的控制方法，其特征在于，包括：基于单轮腿机器人动力学模型，结合传感器模块反馈的实际信息，建立扩张状态观测器，确定复合扰动观测值；所述实际信息包括实际关节角度、角速度、车轮转速、车轮角度和髋关节相对地面的高度；所述扩张状态观测器为： ；其中，用于表示广义位置向量q，分别是观测器观测到的广义位置、广义速度和复合扰动，分别是观测器观测到的广义位置的一阶导数、广义速度的一阶导数和复合扰动的一阶导数；为观测的广义位置与实际广义位置的差值；为观测器系数；为用于衡量系统可靠性水平的函数；为函数的可调参数；将所述复合扰动观测值补偿至动力学方程中，确定补偿后的动力学方程的动力学约束；所述补偿后的动力学方程为： ；其中，M、和G为动力学参数矩阵；q为广义位置向量，为广义位置向量的一阶导数；为广义位置向量的二阶导数；S为作动选择矩阵；T为转置矩阵；为力矩矩阵，所述力矩矩阵包括关节力矩和车轮力矩；为复合扰动观测值；根据关节作动器的力矩，建立最大力矩限制的不等式约束；基于所述最大力矩限制的不等式约束，确定跳跃工况下运动跟踪任务之间的优先级顺序；所述运动跟踪任务包括合成质心跟踪任务、摆动腿跟踪任务以及车轮滚动任务；按照所述优先级顺序，根据所述最大力矩限制的不等式约束以及所述动力学约束的任务表示形式，采用分层二次规划方法求解各项运动跟踪任务，确定满足所述优先级顺序的髋关节、膝关节和车轮力矩；将满足所述优先级顺序的髋关节、膝关节和车轮力矩发送至所述关节作动器，实现单轮腿机器人的跳跃运动。

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跳跃运动的控制方法及系统

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