[发明专利]一种静步态上楼梯的四足机器人运动控制方法

权利要求书

1.一种静步态上楼梯的四足机器人运动控制方法，其特征是，包括如下步骤：

(1)针对静步态的迈步顺序，规划四足机器人的主步态；

(2)基于机器人的运动学，建立以躯干运动与姿态作为输入的四足机器人的离散运动学模型；

(3)对躯干运动进行规划，根据四足机器人的离散运动学模型计算得到支撑足的足端期望位置；

(4)针对楼梯地形，规划摆动足的足端期望位置；

所述步骤(2)中离散运动学模型的具体建立过程是：

①建立坐标系：

为了得出机器人的躯干运动和姿态调整策略，首先定义躯干坐标系∑_B、惯性坐标系∑_L和全局坐标系∑_G；

躯干坐标系∑_B：此坐标系固定在机器人的躯干上，原点位于机器人躯干质心，X_B指向躯干正前方，Y_B指向机器人左方，Z_B垂直于躯干向上；

惯性坐标系∑_L：此坐标系固定在大地上，Z_L与重力方向相反，X_L指向和X_B在水平面的投影相同；

全局坐标系∑_G：此坐标系固定在机器人的躯干上，原点位于机器人躯干质心，X_G、Y_G、Z_G指向和惯性系相同；

②建立离散运动学模型：

四足机器人的当前时刻躯干质心运动状态变量记为η(t)＝[x_b(t) y_b(t) z_b(t)]^T，当前时刻期望足端位置描述为：

P(t)＝[x₁(t) y₁(t) z₁(t) x₂(t) y₂(t) z₂(t) x₃(t) y₃(t) z₃(t) x₄(t) y₄(t) z₄(t)]^T，

则下一时刻期望足端位置描述为

其中，S_12×12为步态选择矩阵，当四足撑地时，当足i为支撑足时，S_i为单位矩阵，当足i为摆动足时，S_i为零矩阵，为姿态调整旋转矩阵，通过姿态调整旋转矩阵使躯干达到理想姿态。