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一种带机械臂的四足机器人协同运动控制方法与流程

2025-05-15 11:00:01 289次浏览

技术特征:

1.一种带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,所述带机械臂的四足机器人包括机械臂和四足机器人本体,其中,所述控制方法包括:

2.根据权利要求1所述的带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,其特征在于,所述步骤s1包括:

3.根据权利要求2所述的带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,其特征在于,所述四足机器人本体的单刚体动力学模型和所述带机械臂的四足机器人整体运动学模型包括:

4.根据权利要求3所述的带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述未来n个时刻的模型预测矩阵包括被控量在未来n个步长与控制量的关系。

5.根据权利要求4所述的带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,其特征在于,将所述步骤s1中构造的模型简化为:

6.根据权利要求1所述的带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,所述步骤s3中,构造变权重代价函数的过程包括:

7.根据权利要求6所述的带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,其特征在于,四足机器人本体所述四个足端对地面的反作用力f1,f2,f3,f4以摩擦锥为所述受力条件,机械臂关节角速度以最大转速构造所述约束条件。

8.根据权利要求1所述的带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,其特征在于,所述步骤s4中,将所述变权重代价函数和所述约束条件转化为二次规划问题包括:

9.根据权利要求8所述的带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,其特征在于,使用二次规划求解器计算得u,u为n个步长控制量ui的向量,取第一个步长的ui作为控制量,得到所述四足机器人本体四个足端对地面的反作用力f1,f2,f3,f4和所述六自由度机械臂关节角速度向量

10.根据权利要求1所述的带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,所述步骤s5包括,利用所述四足机器人本体各条腿的雅可比矩阵和f1,f2,f3,f4,计算得到所述四足机器人本体单腿关节电机期望力矩;对所述机械臂各关节期望角速度积分,计算得到所述机械臂各关节的期望位置指令。


技术总结
本申请提供了一种带机械臂的四足机器人协同运动控制方法,控制方法包括:步骤S1,构造四足机器人本体的单刚体动力学模型和带机械臂的四足机器人整体运动学模型;步骤S2,对单刚体动力学模型和整体运动学模型,设计未来n个时刻的模型预测矩阵;步骤S3,构造变权重代价函数、四足机器人本体足端受力条件和对机械臂关节转速的约束条件;步骤S4,将变权重代价函数、约束条件转化为二次规划问题,计算出地面对四足机器人本体足端作用力和机械臂期望关节角速度;步骤S5,计算出四足机器人本体单腿关节电机期望力矩和机械臂各关节的期望位置指令。本发明使用更加简单的单刚体四足机器人动力学模型和整体运动学模型,实现控制模型的简化。

技术研发人员:杨谱,王勇,贺昱,胡海东,刘大勇,周忠达,李帆
受保护的技术使用者:中国空间技术研究院杭州中心
技术研发日:
技术公布日:2024/11/18
文档序号 : 【 40048750 】

技术研发人员:杨谱,王勇,贺昱,胡海东,刘大勇,周忠达,李帆
技术所有人:中国空间技术研究院杭州中心

备 注:该技术已申请专利,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
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杨谱王勇贺昱胡海东刘大勇周忠达李帆中国空间技术研究院杭州中心
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