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一种四足机器人爬坡步态

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成果类型:
专利
发明/设计人:
袁聪
申请/专利权人:
湖南城市学院
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2019-12-29
申请/专利号:
CN201911386171.1
公开时间:
2020-04-07
公开号:
CN110962133A
主申请人地址:
413000 湖南省益阳市赫山区迎宾东路518号机电学院
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种四足机器人爬坡步态,包括初始状态和行走状态,其特征在于,初始状态仅仅作为四足机器人从非爬坡步态转换到爬坡步态时的过渡状态,四足机器人采用爬坡步态后便只需循环更替行走状态便能实现四足机器人的爬坡运动,为方便描述所述步态中各状态的足端位置,四足机器人前进方向为x方向,垂直机身向上为z方向,y方向遵循笛卡尔坐标系右手法则,四足机器人单腿足端相对该腿髋关节x方向上的摆幅记为L,y方向上的摆幅记为D,RFhip(x,y) 表示前右腿足端与前右腿髋关节在xy投影平面的相对位置,LFhip(x,y)表示前左腿足端与前左腿髋关节在xy投影平面的相对位置,RHhip(x,y) 表示后右腿足端与后右腿髋关节在xy投影平面的相对位置,LHhip(x,y)表示后左腿足端与后左腿髋关节在xy投影平面的相对位置。 2.如权利要求1所述的初始状态,其特征在于,四足机器人保持机身与斜坡面平行,足端位置为:RFhip(x,y) =LFhip(x,y) =(0.25L,0)、RHhip(x,y)=LHhip(x,y) =(0.5L,0)。 3.如权利要求1所述的行走状态,其特征在于,包括8个切换点,分别表示为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8,各切换点的值分别为: S1:LFhip(x,y) =(0.25L,-0.5D),RFhip(x,y) =(0.25L,-0.5D), LHhip(x,y) =(0.5L,-0.5D),RHhip(x,y) =(0.5L,-0.5D), S2:LFhip(x,y) =(0.25L,-0.5D),RFhip(x,y) =(0.5L,-0.5D), LHhip(x,y) =(0.5L,-0.5D),RHhip(x,y) =(0.5L,-0.5D), S3:LFhip(x,y) =(0.25L,0.5D),RFhip(x,y) =(0.5L,0.5D), LHhip(x,y) =(0.5L,0.5D),RHhip(x,y) =(0.5L,0.5D), S4:LFhip(x,y) =(0.5L,0.5D),RFhip(x,y) =(0.5L,0.5D), LHhip(x,y) =(0.5L,0.5D),RHhip(x,y) =(0.5L,0.5D), S5:LFhip(x,y) =(-0.5L,0.5D),RFhip(x,y) =(-0.5L,0.5D), LHhip(x,y) =(-0.5L,0.5D),RHhip(x,y) =(-0.5L,0.5D), S6:LFhip(x,y) =(-0.5L,0.5D),RFhip(x,y) =(-0.5L,0.5D), LHhip(x,y) =(-0.25L,0.5D),RHhip(x,y) =(-0.5L,0.5D), S7:LFhip(x,y) =(-0.5L,-0.5D),RFhip(x,y) =(-0.5L,-0.5D), LHhip(x,y) =(-0.25L,-0.5D),RHhip(x,y) =(-0.5L,-0.5D), S8:LFhip(x,y) =(-0.5L,-0.5D),RFhip(x,y) =(-0.5L,-0.5D), LHhip(x,y) =(-0.25L,-0.5D),RHhip(x,y) =(-0.25L,-0.5D), 从切换点1到切换点8构成一个步态周期,四足机器人每完成一个步态周期的前进位移为L。
摘要:
本发明公开了一种四足机器人爬坡步态,属于机器人技术领域。所述步态以静态稳定判据为理论依据,爬坡时机器人保持机身与斜坡面平行,任意时刻最多只有一条腿处于摆动相,当机器人的某一条腿进入摆动相之前,先将机身移到与该条腿相反的方向的极限位置,以最大程度保证机器人的静态稳定裕度。本发明提供的方法能够大大增加四足机器人爬坡时的稳定裕度,提高四足机器人的爬坡性能,并且步态简单,有很好的通用性和实用性。

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