[发明专利]基于腿臂复用六足机器人的控制方法和机器人

权利要求书

1.基于腿臂复用六足机器人的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

以腿臂复用六足机器人的躯干质心为原点构建模型，利用机器人腿部支撑点相对于质心点的位置向量和躯干质心处的虚拟支撑力，获取机器人各支撑腿的前馈力；

利用机器人躯干的浮动自由度、机器人关节的运动自由度和已获得的各支撑腿前馈力，构建机器人全身动力学模型，获取机器人各支撑腿的关节扭矩；

利用机器人位置坐标的变化，获取机器人非支撑腿摆动轨迹中的关节角度和关节扭矩；

基于机器人各支撑腿的关节扭矩和非支撑腿的关节角度与关节扭矩实现机器人控制。

2.如权利要求1所述的基于腿臂复用六足机器人的控制方法，其特征在于：获取机器人各支撑腿前馈力的过程中，将机器人躯干质心处设定的虚拟支撑力分配到支撑腿上，获取各支撑腿在设定坐标系下的虚拟支撑力。

3.如权利要求1所述的基于腿臂复用六足机器人的控制方法，其特征在于：获取机器人各支撑腿关节扭矩的过程具体为：

将机器人步态运动和臂式作业按照优先级高低划分，将低优先级任务映射到高优先级任务的零空间中，获得目标任务下的关节加速度；

利用关节加速度和各支撑腿的虚拟支撑力获取各支撑腿的关节扭矩。

4.如权利要求3所述的基于腿臂复用六足机器人的控制方法，其特征在于：机器人步态运动和臂式作业划分为：躯干移动任务、躯干旋转任务、支撑腿任务、摆动腿任务和臂式摆动任务。

5.如权利要求1所述的基于腿臂复用六足机器人的控制方法，其特征在于：机器人非支撑腿摆动轨迹包括腿式运动轨迹和臂式运动轨迹。

6.一种实现如权利要求1-5任一项所述控制方法的机器人，包括机器人躯干和连接在躯干上且成对布置的六组腿机构。

7.如权利要求6所述的机器人，其特征在于：所述机器人躯干中部两侧分别设有腿机构，机器人躯干前部和后部的四组腿机构均与机器人躯干活动连接。

8.如权利要求7所述的机器人，其特征在于：所述机器人躯干中部两侧分别设有第一运动关节，第一运动关节与第四运动关节连接，第四运动关节与第二运动关节连接，第二运动关节与第三运动关节连接。

9.如权利要求8所述的机器人，其特征在于：所述腿机构包括活动连接的大腿连杆和小腿连杆，第二运动关节与大腿连杆连接带动大腿连杆运动，第三运动关节通过连杆传动实现小腿连杆运动。

10.如权利要求8所述的机器人，其特征在于：所述第一运动关节绕机器人行进方向运动，驱动腿机构做内收外摆运动，实现位于机器人躯干中部两侧的两组腿机构在腿运动模式和臂作业模式间切换；第四运动关节绕垂直方向运动。