[发明专利]基于关节工况多象限耦合的双足机器人数字液压驱动方法

权利要求书

1.一种基于关节工况多象限耦合的双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）根据双足机器人的构型和步态建立正向运动学和动力学模型，基于腿足部位置和关节受力情况设计机器人腿部液压关节运动的有限状态机，得到每个液压关节的负载、运动状态以及变化规律，在此基础上建立每个液压关节对应的运动工况图谱；

（2）分析每个时刻所有工况图谱的多象限耦合并存特征，得到数字液压系统的压力和流量分布；根据所述液压系统压力和流量分布，建立描述双足机器人液压系统的全局能效值的无量纲成本函数，设置所述双足机器人全局能效值在机器人控制中对应的权重；

（3）根据对应权重匹配每个液压缸对应的数字阀组的工作模式，驱动液压缸动作，控制机器人运动。

2.根据权利要求1所述双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于：步骤1中的运动工况图谱包括液压缸负载状态、数字液压阀工作模式以及两者之间的映射关系。

3.根据权利要求2所述双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于：所述液压缸负载状态在速度-负载坐标系中，从第一到第四象限的负载状态分别表现为：负负载、正负载、负负载、正负载；所述数字液压阀工作模式分为常规、浮动、再生、回收四个模式。

4.根据权利要求1所述双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于：所述机器人腿部液压关节运动的有限状态机包括：离地瞬间状态、足部离地状态、腿部前摆状态、离地最高点状态、腿部回摆状态、着地瞬间状态、压缩减速状态、伸展加速状态。

5.根据权利要求1所述双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于：步骤2中总能效值的无量纲成本函数为：

其中，为液压系统总功率，为液压缸数量，为第个液压缸的做功功率，为第个液压缸对应的耗散功率，包括该液压缸对应的管路系统损失和执行器损失，为液压泵的总效率。

6.根据权利要求1所述双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于：每个数字阀组由4个高速开关式数字液压阀组成，采用负载口独立控制技术。