[发明专利]一种基于六次多项式的六足机器人足端轨迹规划方法

权利要求书

1.一种基于六次多项式的六足机器人足端轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在机体坐标系下，将六足机器人单腿足端的运动轨迹分为：足端垂直与地面抬起阶段、抛物线摆动阶段、足端垂直与地面下落阶段和平稳支撑阶段四个阶段，其中足端垂直与地面抬起阶段和足端垂直与地面下落阶段的运动轨迹控制方法相同，同时定义AB段为足端垂直与地面抬起阶段，BCD段为抛物线摆动阶段，C为抛物线最高点；DE阶段为足端垂直与地面下落阶段，EA阶段为平稳支撑阶段；

步骤2：采用六次多项式，建立几个阶段的轨迹曲线，包括以下步骤：

步骤2.1：建立足端位置轨迹曲线：其中E(t)表示足端点E在t时刻的位置矩阵；

步骤2.2：根据上一步骤的轨迹曲线，得到足端速度轨迹曲线为：足端加速度轨迹曲线为：

步骤2.3：根据步骤2.1和步骤2.2的多项式得到足端在某一时刻的某一方向的位置、速度及加速度的约束条件：

进一步得到A_i和B_i矩阵：

B_i＝[E_i(t_i) … V_i(t_i) … a_i(t_i)]^T

步骤2.4：确定A、B、C、D、E五个点具体参数，包括以下内容：

位置参数表达式：

速度参数表达式：

加速度参数表达式：

时间参数表达式：

其中，S为步幅，T为爬行周期，X₀为初始侧向位置，Z₀为触底垂向位置，H_max为最大抬起高度，H_tir为垂直抬起高度，T_tir为垂直抬起时间，V_Bz为B点z轴方向速度，V_Cy为C点y轴方向速度，a_Bz为B点z轴方向加速度，a_Cy为C点y轴方向加速度，a_Cz为C点z轴方向加速度，a_Dz为D点z轴方向加速度；

步骤2.5：将步骤2.4中的各个表达式代入A_i和B_i矩阵，得到各个阶段的变化曲线的参数矩阵，其中：

足端垂直与地面抬起阶段和足端垂直与地面下落阶段的z轴变化曲线的参数矩阵为：

B₁＝[Z₀ H_tir H_max Z₀ 0 0 0]^T

抛物线摆动阶段y轴变化曲线的参数矩阵：

抛物线摆动阶段z轴变化曲线：

抛物线摆动阶段z轴变化曲线的参数矩阵与足端垂直与地面抬起阶段和足端垂直与地面下落阶段的z轴变化曲线的参数矩阵相同。

平稳支撑阶段y轴变化曲线的参数矩阵：

步骤3：通过步骤2得到ABCDE五个点的变化曲线的参数矩阵，根据公式c_i'＝A_i'B_i计算c_i'，最终得到六足机器人足端的运动轨迹。