[发明专利]机器人低运算要求的动态步态的实现方法

权利要求书

1.一种机器人低运算要求的动态步态的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

模型建立：根据不同的腿型结构，建立单腿运动学模型并且采用对应的逆运动学公式；

确定步态：根据机器人运动轨迹，选择多个运动点来模拟机器人足端的一个运动周期；

运动角度的确定：将运动点代入逆运动学公式，计算出在各个时刻下的各个关节的运动角度；

步态实现：根据运动角度、舵机的安装方式和角度范围映射到舵机具体位置值，控制舵机完成整个步态；

在步态实现步骤中，将所有关节的运动角度根据舵机的安装方式和角度范围映射到舵机具体位置值，并且规定相应的速度，主控芯片发送舵机具体位置值给舵机，控制舵机在一定时间内转动到特定角度，即完成整个步态的实现；

在确定步态步骤中，多个点的选择按照以下规则：根据机器人的运动轨迹，选定进行落足和抬足时运动的第一个点作为落足点和抬足点，在落足点和抬足点的连线上选择中点，且在中点的正上方根据抬腿高度再选取一点，将这些点连接起来形成机器人足部的运动轨迹，构成机器人足端的一个运动周期；

根据运动轨迹中各个点之间的距离，赋予相对应的时间，使得机器人在行走的过程中保持匀速运动。

2.根据权利要求1所述的机器人低运算要求的动态步态的实现方法，其特征在于，在模型建立步骤中，不同的机器人具有不同的腿型，机器人共有三种，包括双足机器人、四足机器人和六足机器人，对应的腿型也为这三种；运用仿生学原理将三种腿型建立对应的单腿运动学模型，并且推导出逆运动学公式。

3.根据权利要求2所述的机器人低运算要求的动态步态的实现方法，其特征在于，所述双足机器人的逆运动学公式为：

其中D和f为：

其中a、b、c、d、e分别为第一与第二关节的连杆长度、第二与第三关节的连杆长度、第三与第四关节的连杆长度、第四与第五关节的连杆长度、第五关节与脚板的垂直距离；α、β、γ、Φ、φ为第一到第五关节的关节角。

4.根据权利要求2所述的机器人低运算要求的动态步态的实现方法，其特征在于，所述四足机器人的逆运行学公式为：

其中d的计算公式为：

其中a、b、c分别为第一与第二关节的连杆长度、第二与第三关节的连杆长度、第三关节与足端的距离；α、β、γ分别为第一到第三关节的关节角。

5.根据权利要求2所述的机器人低运算要求的动态步态的实现方法，其特征在于，所述六足机器人的逆运行学公式为：

其中d的计算公式为：

其中a、b、c分别为第一与第二关节的连杆长度、第二与第三关节的连杆长度、第三关节与足端的距离；α、β、γ分别为第一到第三关节的关节角。

6.根据权利要求1所述的机器人低运算要求的动态步态的实现方法，其特征在于，确定了足端轨迹的取点后，将每个时刻每个足端的点代入逆运动学公式，计算出每个足在各个时刻下的各个关节的运动角度。