[发明专利]一种轮腿式机器人的驱动牵引特性控制方法

摘要

本发明公开了一种轮腿式机器人的驱动牵引特性控制方法，属于自动化领域。该方法包括：对于轮腿式机器人，其每一个轮子与地面接触产生接触点处的接触力向量，通过力向量的分解得到切向量、沿轮轴方向的分量以及法向量三个分量。以切向力与法向力之比来表示滑行率，并用来评价该接触点的牵引驱动特性，通过控制角变量使所有接触点处滑行率中的最大值取得极小，从而实现了整个轮腿式机器人驱动牵引特性的控制。本发明构建了轮腿式机器人的运动特性函数，能够有效地实现机器人的运动控制，从而使机器人在运动过程中尽量减小滑行，提高运动能力，减少能耗，有效完成作业任务。

主权项

一种轮腿式机器人的驱动牵引特性控制方法，其特征在于，该方法包括：首先定义轮腿式机器人坐标系R＝(G，X，Y，Z)和轮地接触点的局部坐标系Ri＝(Pi，Ui，Vi，Wi)；G为机器人重心，X、Y轴的方向分别与机器人车体的长度和宽度方向一致，Z轴垂直向上；Pi是轮腿i的车轮与地面的接触点；i取1到n之间的整数，n为轮腿式机器人的轮腿数量；Wi是垂直与接触平面切线方向的法向方向；Ui是第i个轮腿的车轮的切线方向；Vi＝Wi×Ui，Wi、Ui和Vi满足右手法则；接触点Pi的接触力向量为fi，沿局部坐标系Ri的三个坐标轴方向对接触力向量fi进行分解得到fi＝(fui，fvi，fwi)；定义滑行率公式 S i = f ui 2 + f vi 2 f wi ; 在进行驱动牵引特性控制时，根据所述滑行率公式计算各接触点Pi的滑行率Si，并从中找出滑行率最大值Simax对应的接触点Pimax，将Pimax处的轮腿关节作为被控轮腿，通过调节被控轮腿的关节角使得Pimax处的滑行率最小；其中，轮腿的关节角为：从该轮腿的摆臂旋转中心沿摆臂长度方向与X轴正向的夹角，并且逆时针方向为正。