[发明专利]变电站足式机器人姿态调整方法、控制器、系统及机器人

权利要求书

1.一种变电站足式机器人姿态调整方法，其特征在于，包括：

在足式机器人在前进时，采用同速后撤法以使摆动腿相对于躯干的移动速度与支撑腿相对于躯干的移动速度相同，以保证摆动腿竖直抬起；

在足式机器人站立平稳后，基于站立平稳后的姿态信息和几何信息，计算足端在肩关节坐标系中的初始坐标，对肩关节坐标系进行旋转得到第二坐标系，进一步得到第二坐标系中髋关节相对于原点的位置，再结合躯干姿态调整量和左右脚分开的距离，得到足端在肩关节坐标系中新坐标并进行站立位姿调整；

在足式机器人前进及站立位姿调整的过程中，基于当前运动工况，在满足位姿约束下，利用足式运动平台上机械臂的姿态主动调整，辅助足式运动平台控制系统对平台姿态的控制，以使足式运动平台保持受力及转矩的平衡状态。

2.如权利要求1所述的变电站足式机器人姿态调整方法，其特征在于，在足式机器人在前进时，还采用超速后撤法，使摆动腿的后撤速度超过支撑腿的蹬地速度，从而避免抬脚时被地面障碍立面的凸出部分压住而破坏平衡。

3.如权利要求2所述的变电站足式机器人姿态调整方法，其特征在于，超速后撤法用速度描述：摆动腿的后撤速度＝k*支撑腿的蹬地速度；其中，k大于1。

4.如权利要求2所述的变电站足式机器人姿态调整方法，其特征在于，超速后撤法用位置描述：摆动腿的后撤位置＝支撑腿的位置-抬脚结束后多后撤的距离与摆动相的预计时长的比值*进入摆动相后的计时时间。

5.如权利要求4所述的变电站足式机器人姿态调整方法，其特征在于，摆动腿抬脚时的运动轨迹分为X轴轨迹和Z轴轨迹，X轴轨迹向前为正，Z轴轨迹为摆动腿在Z轴的位置＝迈步高度与摆动相的预计时长的比值*进入摆动相后的计时时间。

6.如权利要求1所述的变电站足式机器人姿态调整方法，其特征在于，躯干调整量包括躯干扭转角调整量、躯干俯仰角调整量、躯干横滚角调整量、躯干左右平移调整量、躯干前后平移调整量和躯干上下平移调整量。

7.如权利要求1所述的变电站足式机器人姿态调整方法，其特征在于，旋转采用Z-Y-X欧拉角表示，根据躯干的横滚角、俯仰角和扭转角调整量得到旋转矩阵。

8.如权利要求7所述的变电站足式机器人姿态调整方法，其特征在于，新坐标为：^BHIPp_TOE＝R_X(-ψ_ref)R_Y(-θ_ref)R_Z(-φ_ref)(^PHIPp_TOE+^Pp_HIP+^Pp_B+δw)-^Bp_HIP；

其中，^Pp_B代表躯干在各个方向的平移量，^Pp_HIP代表第二坐标系中髋关节相对于原点的位置，δ代表左腿或者右腿，w代表腿左右张开调整量，ψ_ref、θ_ref、φ_ref分别代表躯干的横滚角、俯仰角和扭转角调整量，^PHIPp_TOE为第二坐标系中足尖相对于髋关节的位置，^Bp_HIP为肩关节坐标系中髋关节相对于原点的位置，R_X,、R_Y,、R_Z,分别为第二坐标系的X轴Y轴Z轴。

9.如权利要求1所述的变电站足式机器人姿态调整方法，其特征在于，足式机器人站立时的四只脚围成的支撑多边形大于肩关节和髋关节围成的四边形；

或几何信息包括躯干到大腿根部的长度、大腿长度和小腿长度，姿态信息包括躯干、大腿和小腿间夹角。