[发明专利]一种仿蛇机器人控制方法

摘要

本发明公开了一种仿蛇机器人控制方法，涉及仿蛇机器人的运动规划与控制领域，主要包括以下部分：建立基于速度分解的仿蛇机器人动力学模型，设计指数稳定控制器实现其运动控制；建立仿蛇机器人刚度模型，结合动力学构造刚度与能量方程，采用多目标优化算法对刚度和能量进行优化；最后通过控制关节刚度实现仿蛇机器人形态的稳定，达到外部环境的外力冲击作用下仿蛇机器人的稳定运动，提高仿蛇机器人的环境适应能力。

主权项

1.一种仿蛇机器人控制方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤一：基于速度分解建立仿蛇机器人动力学模型；具体表述为仿蛇机器人多关节连接运动过程满足位移与速度约束，为减小仿蛇机器人动力学模型的复杂性，基于速度分解原则建立仿蛇机器人动力学方程，获取运动过程中正向运动坐标解；步骤二：建立仿蛇机器人的刚度模型，在有外部冲击作用力的情况下，针对各关节运动过程坐标参数变化构造位移与力对应转换关系及刚度模型表达式，得到关节刚度与仿蛇机器人头部刚度的映射关系；步骤三：结合动力学与刚度模型，建立刚度与能量方程，引入多目标优化算法对刚度与能量方程进行分解优化，获得刚度、能量在关节机构及动力学约束条件下的最优解，并写入运动控制系统实现仿蛇机器人变刚度的形态稳定控制效果；步骤四：基于优化后的刚度、力矩参数进行虚拟样机与物理样机的试验并进行对比。