[发明专利]足式机器人腿部基于位置的阻抗控制仿真平台及构建方法

权利要求书

1.一种足式机器人腿部基于位置的阻抗控制仿真平台，其特征在于，包括：液压驱动单元位置控制系统仿真平台、腿部液压驱动系统机械结构仿真平台和液压驱动型足式机器人腿部基于位置的阻抗控制仿真平台；

所述液压驱动单元位置控制系统仿真平台根据所述液压驱动单元位置控制系统模型构建；所述液压驱动单元位置控制系统模型根据液压驱动单元的结构组成，采用机理建模的方式构建得到；

所述腿部液压驱动系统机械结构仿真平台根据所述腿部机械结构构建得到；

所述液压驱动型足式机器人腿部基于位置的阻抗控制仿真平台根据所述腿部机械结构的运动学模型、静力学模型和逆动力学模型、各关节液压驱动单元伸出长度与转角之间的映射关系以及各关节驱动单元受力与转角转矩之间的映射关系、液压驱动单元位置控制系统模型、腿部液压驱动系统机械结构仿真平台和腿部液压驱动系统基于位置的阻抗控制实现方法构建得到。

2.根据权利要求1所述的足式机器人腿部基于位置的阻抗控制仿真平台，其特征在于，所述腿部液压驱动系统机械结构仿真平台通过额外力和力矩模块对足端进行力加载，用于模拟足式机器人实际运动过程中足端受到的干扰力；

所述腿部液压驱动系统机械结构仿真平台通过移动副模块中sensing属性，测量腿部液压驱动系统处于不同状态时，液压驱动单元的实际位置和实际受力；

所述腿部液压驱动系统机械结构仿真平台通过移动副模块中的位置输入模块，根据输入信号控制关节液压驱动单元的实际位置，实现足端位置的实时控制。

3.根据权利要求2所述的足式机器人腿部基于位置的阻抗控制仿真平台，其特征在于，当模拟液压驱动单元实际运动过程中受到的外负载力时，将所述腿部液压驱动系统机械结构仿真平台中移动副模块中sensing属性测量腿部液压驱动系统处于不同状态，液压驱动单元的实际受力信息同时输入所述液压驱动单元位置控制系统仿真平台中。

4.根据权利要求1所述的足式机器人腿部基于位置的阻抗控制仿真平台，其特征在于，将所述腿部机械结构的运动学模型的控制信息、静力学模型的控制信息和逆动力学模型的控制信息同时输入腿部液压驱动系统机械结构仿真平台，通过Mechanics Explorer模块中的腿部液压驱动系统模型观察腿部液压驱动系统的时时运动状态。

5.一种足式机器人腿部基于位置的阻抗控制仿真平台的构建方法，其特征在于，包括：

对足式机器人的腿部液压驱动系统的机械机构进行简化，得到腿部机械结构的运动学模型、静力学模型和逆动力学模型；

根据所述腿部机械结构的尺寸，确定各关节液压驱动单元伸出长度与转角之间的映射关系以及各关节驱动单元受力与转角转矩之间的映射关系；

根据液压驱动单元的结构组成，采用机理建模的方式构建液压驱动单元位置控制系统模型；

根据所述腿部机械结构的运动学模型、静力学模型和逆动力学模型、各关节液压驱动单元伸出长度与转角之间的映射关系以及各关节驱动单元受力与转角转矩之间的映射关系以及所述液压驱动单元位置控制系统模型，确定腿部液压驱动系统基于位置的阻抗控制实现方法；

根据所述液压驱动单元位置控制系统模型，构建液压驱动单元位置控制系统仿真平台；

根据所述腿部机械结构，构建腿部液压驱动系统机械结构仿真平台；

根据所述腿部机械结构的运动学模型、静力学模型和逆动力学模型、各关节液压驱动单元伸出长度与转角之间的映射关系以及各关节驱动单元受力与转角转矩之间的映射关系、所述液压驱动单元位置控制系统模型、所述腿部液压驱动系统机械结构仿真平台和所述腿部液压驱动系统基于位置的阻抗控制实现方法，构建液压驱动型足式机器人腿部基于位置的阻抗控制仿真平台。