[发明专利]一种液压六足机器人及基于质心起伏的行走步态控制方法

权利要求书

1.一种六足步行机器人的控制方法，所述六足步行机器人包括躯体及各布设在所述躯体两侧上的三条液压机械腿，所述液压机械腿包括根关节、髋关节、大腿杆、膝关节、小腿杆及固设在所述小腿杆上的足端；其特征在于：

所述控制方法包括依据所规划的足端轨迹控制所述液压机械腿按三足步态行走，以使所述六足步行机器人的质心轨迹P_com，z(t)为余弦曲线轨迹；在跟关节坐标系下，所述足端轨迹在前进方向上的分量为P_x(t)，及在垂向上的分量为P_z(t)＝-P_com，z(t)+P_G，z(t)；其中，P_com，z(t)为大地坐标系下的质心轨迹曲线，P_G，z(t)为大地坐标系下的足端轨迹曲线；

(1)在摆动相0＜t＜T/2内，

P_x(t)＝(a₀+a₁t+a₂t²+a₃t³+a₄t⁴+a₅t⁵+a₆t⁶)S+s_i；

其中，a₀为六次函数的常数项，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅及a₆为六次函数的各次项系数；轨迹参数约束条件为P_x(0)＝-S/2+s_i，P_x(T/4)＝s_i，P_x(T/2)＝S/2+s_i；速度V_x(0)＝-2S/T，V_x(T/2)＝-2S/T；加速度A_x(0)＝0，A_x(T/2)＝0；s_i为髋关节在水平面上的投影与足端在同一步态前后两极限位置中心的位置偏差，2S为步长；

P_G，z(t)＝b₀+b₁t+b₂t²+b₃t³+b₄t⁴+b₅t⁵+b₆t⁶；

其中，b₀为六次函数的常数项，b₁、b₂、b₃、b₄、b₅及b₆为六次函数的各次项系数；轨迹参数约束条件为P_G，z(0)＝0，P_G，z(T/4)＝h，P_G，z(T/2)＝0；速度V_G，z(0)＝0，V_G，z(T/2)＝0；加速度A_G，z(0)＝0，A_G，z(T/2)＝0；h为步高；

(2)在支撑相T/2＜t＜T内，

P_G，z(t)＝0。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述质心轨迹为：

其中，为周期函数的相位，H_a为质心轨迹的中间高度，h_f为机器人质心的起伏高度。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：

在跟关节坐标系下，所述足端轨迹在横向方向上的分量为P_y(t)＝0，所述横向与所述前进方向及所述垂向均垂直。

4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的控制方法，其特征在于：

在六条液压机械腿中，中腿的液压缸面积为其余四条液压机械腿的液压缸面积的两倍。