华南理工大学魏武获国家专利权
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龙图腾网获悉华南理工大学申请的专利一种基于节律运动的六足机器人机身自适应调整方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118092181B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410272002.X,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种基于节律运动的六足机器人机身自适应调整方法是由魏武;邱智颖;李达贤;殷峻;林靖枫设计研发完成,并于2024-03-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于节律运动的六足机器人机身自适应调整方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于节律运动的六足机器人机身自适应调整方法,包括:搭建六足机器人的仿真模型;根据六足机器人的节律运动类型和步态特点,基于改进的Hopf振荡器搭建双向环形CPG步态生成网络,生成六足机器人的节律步态;改进摆动相足端轨迹,包括上升段、摆动段及下落段;搭建CoppeliaSim仿真平台,检测六足机器人触地检测的真实值,进一步确定足端触地状态,判断是否进入支撑相;当六足机器人各腿均处于支撑相时,基于线段拟合的方法计算机身位姿的调整量,经逆运动学求解得到期望的关节转角,实现六足机器人的期望角度转动。本发明提高了六足机器人的环境自适应能力。
本发明授权一种基于节律运动的六足机器人机身自适应调整方法在权利要求书中公布了:1.一种基于节律运动的六足机器人机身自适应调整方法,其特征在于,包括: 搭建六足机器人的仿真模型; 根据六足机器人的节律运动类型和步态特点,基于改进的Hopf振荡器搭建双向环形CPG步态生成网络,生成六足机器人的节律步态; 改进摆动相足端轨迹,包括上升段、摆动段及下落段; 搭建CoppeliaSim仿真平台,检测六足机器人触地检测的真实值,进一步确定足端触地状态,判断是否进入支撑相; 当六足机器人各腿均处于支撑相时,基于线段拟合的方法计算机身位姿的调整量,经逆运动学求解得到期望的关节转角,实现六足机器人的期望角度转动,具体为: 定义:机体同侧前后相邻的足端连线分别为ρ1、ρ2、ρ3和ρ4,机体左右两侧相邻足端的连线分别为ρ5、ρ6和ρ7,定义第i个足端在机身坐标系下的位置坐标为Pic,根据反馈的当前关节角度和正运动学模型求解;机身调整后的期望足端坐标为Pid; 采用CoppeliaSim仿真平台,CoppeliaSim提供库函数读取并反馈六足机器人实时的关节角度; 计算期望的机身调整量: 在机身坐标系的x-z平面内,计算ρ5、ρ6和ρ7投影的斜率均值为则期望的机身翻滚角调整量 对于一次变换后的足端位置,在机身坐标系的y-z平面内计算ρ1、ρ2、ρ3和ρ4投影的斜率均值为则期望的机身俯仰角调整量 对于二次变换后的足端位置,由坐标均值和期望的行走高度求得偏移量D=[dxdydz]T; 期望的足端坐标与当前足端坐标的关系,表述为: 其中,R为六足机器人机身的旋转矩阵,联立期望翻滚角调整量βd和期望俯仰角调整量αd,表述为: 由上述两个公式可求得机身自适应调整后新的期望足端坐标,经逆运动学求解得到期望的关节转角,最后六足机器人完成期望角度转动; 所述改进的Hopf振荡器搭建双向环形CPG步态生成网络的数学模型为: 其中,相邻振荡器的耦合项可表示为: 式中,xi和yi分别为振荡器输出信号;α和β决定极限环的收敛速度;μ为振荡幅值的平方;和用于调节输出信号的中心位置;ωi、ωst和ωsw分别为输出波频率、支撑相频率和摆动相频率;b>0,决定ωi在ωst和ωsw间切换速率;τ为支撑相占地系数。
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