本技术涉及机器人控制技术领域,提出了一种串联式四足轮腿机器人的姿态控制方法及系统。该方法依据预先建立的合成质心运动学模型,通过分析机器人的运动学特性,实现对机器人姿态的精确控制。
背景技术
机器人姿态的控制是机器人研究中的重点问题,目前众多研究围绕此领域开展。Klemm等人针对双轮腿机器人Ascento提出了基于线性二次调节器的姿态控制策略,通过车轮和腿部关节的协同作动保持机器人平衡。雷涛团队将并联六轮腿机器人的腿部视为悬架系统,针对足端悬空和姿态倾斜问题,建立单腿阻抗模型并考虑环境接触模型为刚度阻尼模型,提出融合足端力控制器、姿态控制器及重心高度控制器的机身平稳性控制框架。
当前对于四轮腿机器人姿态调节的研究较少,苏黎世联邦理工学院的机器人团队主要采用强化学习实现了机器人多种姿态下的高难度动作,但该方法学习成本大且难以泛化。Carlo等人为与四轮腿机器人结构相近的四足机器人设计了一种模型预测控制器,该控制器以忽略腿部和足端质量的单刚体动力学为参考模型,具有较好的姿态实时调节效果。然而,轮腿机器人机身以下的质量占有一定比重,若忽略腿与车轮的质量,将影响控制效果。
综上所述,现有的轮腿机器人姿态控制方法多以两轮腿机器人为主,对四轮腿机器人的研究较少,且相应的姿态控制方法仅适用于独特的构型,存在局限性。此外,当前的姿态调节方法学习成本大,难以泛化。
实现思路