[发明专利]单腿多轴双足机器人运动学联合仿真方法

权利要求书

1.一种单腿多轴双足机器人运动学联合仿真方法，其特征在于，包括：

S1、在Matlab中构建单腿多自由度双足机构模型；

S2、在六自由度单机械臂puma560的仿真模块sl_rrmc2的基础上根据双足特性设计得到与左右腿对应的两个Simulink仿真模块；

S3、将步骤S1中建立的双足机构模型与步骤S2中开发的Simulink仿真模块进行交互实现行走的运动学联合仿真。

2.根据权利要求1所述的单腿多轴双足机器人运动学联合仿真方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、利用Matlab Robotics中的Link函数构建左右腿的每个关节的DH模型；

S12、利用Matlab Robotics中的SerialLink函数将右腿的所有关节连接形成右腿结构体Rleg以及将左腿的所有关节连接形成左腿结构体Lleg。

3.根据权利要求1所述的单腿多轴双足机器人运动学联合仿真方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

将仿真模块sl_rrmc2中的jacob0模块中的函数jacob0()进行修改，使其在每个样本时刻计算雅可比矩阵之前，将移动基坐标的值更新到右腿结构体Rleg或者左腿结构体Lleg的基坐标系位姿矩阵base中；

将仿真模块sl_rrmc2中的逆矩阵inv函数替换为伪逆矩阵pinv函数。

4.根据权利要求1所述的单腿多轴双足机器人运动学联合仿真方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31、在Matlab中打开步骤S2中设计的两个Simulink仿真模块，在Simulink仿真模块的jacob0、fkine和plot三个模块的功能模块参数的目标对象绑定为右腿结构体Rleg或者左腿结构体Lleg；

S32、在Matlab中规划左右腿对应的基坐标轨迹以及足尖轨迹，将左右腿对应的基坐标轨迹以及足尖轨迹在XYZ三个方向的分量分别用离散向量形式一次性写入Simulink仿真模块；

S33、运行Simulink仿真模块，Simulink仿真模块自动调用Matlab中定义好的右腿结构体Rleg和左腿结构体Lleg并执行仿真逻辑。

5.根据权利要求4所述的单腿多轴双足机器人运动学联合仿真方法，其特征在于，所述步骤S33所述的执行仿真逻辑具体包括：

S331、利用From Workspace模块和Matlab交互，将Matlab中生成的足尖轨迹输入到xyz2T模块中，转化为齐次变换矩阵T_desired；

S332、fkine模块求得右腿/左腿的所有关节的关节空间角度对应的足尖位姿矩阵T_foot，tr2diff模块将足尖位姿矩阵T_foot和步骤S331中的齐次变换矩阵T_desired通过函数tr2delta(T_desired,T_foot)求差分，获得位姿增量v^*；

S333、jacob0模块求出雅可比矩阵雅可比矩阵通过伪逆矩阵pinv函数求得逆阵后，在Matrix Multiply模块中和步骤S332中获得的位姿增量v^*相乘，获得关节空间速度joint servo模块对求积分获得关节空间角度plot模块基于S-Function的splotbot构建3D仿真效果图，跳转至步骤S332循环操作。