[发明专利]类大象的重型机器人的行走轨迹仿真方法和装置

权利要求书

1.一种类大象的重型机器人的行走轨迹仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取所述重型机器人的基本参数，并获取所述重型机器人的初始姿态信息；

在所述重型机器人行走的过程中，根据初始姿态信息和腿部摆动相时间获取足端与身体之间的夹角；

获取所述重型机器人单腿的足端运动轨迹和四条腿的腿部运动轨迹；

根据所述重型机器人单腿的足端运动轨迹、所述四条腿的腿部运动轨迹和所述重型机器人的初始姿态信息获取所述重型机器人的关节角信息；

根据所述重型机器人的关节角信息对所述重型机器人的行走轨迹进行仿真，

获取所述重型机器人单腿的足端运动轨迹和所述四条腿的腿部运动轨迹，包括：当所述重型机器人的腿部处于摆动相状态时，采用复合摆线轨迹获取所述重型机器人单腿的足端运动轨迹；当所述重型机器人的腿部处于支撑相状态时，基于间歇步态规划方式获取所述重型机器人四条腿的腿部运动轨迹，

复合摆线轨迹通过下述公式获取所述重型机器人单腿的足端运动轨迹：

其中，x表示前进方向足端运动轨迹曲线，y表示竖直方向足端运动轨迹曲线，S表示步长，h表示所述重型机器人静止时足端与髋关节的距离，H表示步高，T表示步态周期，β表示占空比，所述占空比表示支撑相时间与步态周期的比值。

2.根据权利要求1所述的类大象的重型机器人的行走轨迹仿真方法，其特征在于，通过下述公式获取足端与身体之间的夹角：

其中，表示足端与身体之间摆动相的夹角，表示足端与身体之间支撑相的夹角，A表示初始状态时足端与身体之间的夹角，B表示足端与身体之间的夹角的最小阈值，T表示腿部摆动相时间。

3.根据权利要求1所述的类大象的重型机器人的行走轨迹仿真方法，其特征在于，根据所述重型机器人单腿的足端运动轨迹、所述四条腿的腿部运动轨迹和所述重型机器人的初始姿态信息获取所述重型机器人的关节角信息，包括：

根据DH方法建立所述重型机器人的单腿的正逆运动学解；

根据所述重型机器人的基本参数、所述重型机器人单腿的足端运动轨迹、所述四条腿的腿部运动轨迹和所述重型机器人的初始姿态信息获取所述重型机器人的髋关节处的关节角、大腿与身体之间的关节角、小腿与大腿之间的关节角；

根据所述足端与身体之间的夹角、大腿与身体之间的关节角和小腿与大腿之间的关节角计算得到足端与小腿之间的关节角。

4.根据权利要求3所述的类大象的重型机器人的行走轨迹仿真方法，其特征在于，根据所述足端与身体之间的夹角、大腿与身体之间的关节角和小腿与大腿之间的关节角计算得到足端与小腿之间的关节角，包括：

所述足端与小腿之间的关节角、大腿与身体之间的关节角和小腿与大腿之间的关节角之和为所述足端与身体之间的夹角。

5.根据权利要求4所述的类大象的重型机器人的行走轨迹仿真方法，其特征在于，根据所述重型机器人的关节角信息控制所述重型机器人的行走轨迹，包括：

根据所述足端与小腿之间的关节角、大腿与身体之间的关节角、小腿与大腿之间的关节角、所述足端与身体之间的夹角、所述重型机器人的基本参数和所述重型机器人的初始姿态信息进行matlab/simulink与adams的联合仿真。