[发明专利]双轮腿机器人及其控制方法、装置、存储介质

权利要求书

1.一种机器人控制方法，其特征在于，应用于对双轮腿机器人的控制过程，方法包括：

在接收到跳跃指令后，监控机器人实时所处的跳跃阶段，所述跳跃阶段包括地面阶段和腾空阶段；

在机器人处于地面阶段的过程，采用预设的地面平衡控制器控制所述机器人的各关节的输出力矩，以保持所述机器人在地面上的平衡；

在机器人处于腾空阶段的过程，采用预设的腾空平衡控制器控制所述机器人的各个关节的输出力矩，以保持所述机器人在空中的平衡。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地面阶段包括三个子阶段，按照时序顺序依次为：缩腿下蹲阶段、伸腿上升阶段和离地检测阶段；

则所述在机器人处于地面阶段的过程，采用预设的地面平衡控制器控制所述机器人的各关节的输出力矩，包括：

在接收到跳跃指令后，检测机器人当前姿态是否符合预设的跳跃条件，若是，进入缩腿下蹲阶段；

在缩腿下蹲阶段：通过高度规划器在第一设定时间内调整机器人高度至期望高度H₀，之后进入伸腿上升阶段；

在伸腿上升阶段：通过高度规划器在第二设定时间内调整机器人高度至期望高度H₁，并在到达所述第二设定时间的结束时刻后进入离地检测阶段；

在离地检测阶段：检测机器人高度是否达到设定合适起跳高度H_p，若否，判定所述跳跃指令终止，若是，判定可以离地并进入腾空阶段；

其中，在所述地面阶段采用所述地面平衡控制器控制所述机器人的各关节的输出力矩。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，检测机器人当前姿态是否符合预设的跳跃条件，包括：

获取当前时刻机器人躯体部位的俯仰角及机器人的高度；

若所述俯仰角及所述高度各自均不超过预设跳跃阈值，则判定符合预设的跳跃条件，否则，判定不符合预设的跳跃条件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述腾空阶段包括三个子阶段，按照时序顺序依次为：腾空缩腿阶段、下落伸腿阶段、落地检测阶段；

则所述在机器人处于腾空阶段的过程，采用预设的腾空平衡控制器控制所述机器人的各个关节的输出力矩，包括：

在腾空缩腿阶段：将采用的地面平衡控制器切换为腾空平衡控制器，通过高度规划器在第三设定时间内调整机器人高度至期望高度H₂，之后进入下落伸腿阶段；

在下落伸腿阶段：通过高度规划器在第四设定时间内调整机器人高度至期望高度H₃，并在到达所述第四设定时间的结束时刻后进入落地检测阶段；

在落地检测阶段：基于所述机器人的状态数据，判断是否满足落地条件，若是，判定落地；

其中，在所述腾空阶段采用所述腾空平衡控制器控制所述机器人的各关节的输出力矩。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在腾空缩腿阶段，通过高度规划器在第三设定时间内调整机器人高度至期望高度H₂，包括：

在腾空缩腿阶段，采用三次样条插值函数对第三设定时长内机器人的缩腿高度进行规划，并按照规划调整机器人高度至期望高度H₂。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在下落伸腿阶段，通过高度规划器在第四设定时间内调整机器人高度至期望高度H₃，包括：

在下落伸腿阶段，采用三次样条插值函数对第四设定时长内机器人的伸腿高度进行规划，并按照规划调整机器人高度至期望高度H₃。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述机器人的状态数据，判断是否满足落地条件，包括：

获取机器人的躯干在垂直方向的加速度

获取膝关节电机的输入力矩T_k；

通过受力分析得到机器人驱动轮上受到的支持力F_N；

若满足如下任意一个或多个条件，则判定满足落地条件：

大于阈值

T_k大于阈值

F_N大于阈值