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原文传递一种应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法

专利名称：	一种应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法
摘要：	本发明公开了一种应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法，包括以下步骤：s1.确定机器人的设计指标和C形腿参数；s2.求解支撑相阶段C形腿旋转中心A到其与水平地面的接触点C之间的距离lAC(θ)；s3.求解机器人实际前进速度vcx和机器人上下波动的速度vcy；s4.根据机器人运动步态规律求解机器人在支撑相阶段电机轴的最小角速度min(w1)和摆动相阶段电机轴的角速度min(w2)，从而求解出电机轴所需的最低转速nmin；s5.求解机器人在设定运动步态下电机轴所需输出的最大扭矩Mmotor和最大功率p；s6.根据电机所需输出的最低转速nmin、最大功率p和最大扭矩Mmotor选择电机的型号；本发明提供了一种可以根据C形腿六足机器人的设计指标，对此类机器人的运动特性进行分析，以确定合适的电机参数的通用算法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆大学
发明人：	柏龙;黄志鹏;陈晓红;杨建兴
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910300123.X
公开号：	CN110155203A
代理机构：	重庆项乾光宇专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	高姜
分类号：	B62D57/032(2006.01);B;B62;B62D;B62D57
申请人地址：	400044 重庆市沙坪坝区正街174号
主权项：	1.一种应用C形腿的六足机器人的动力特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤： s1.确定机器人的设计指标和C形腿参数； s2.求解支撑相阶段C形腿旋转中心A到其与水平地面的接触点C之间的距离lAC(θ)； s3.求解机器人实际前进速度vcx和机器人上下波动的速度vcy； s4.根据机器人运动步态规律求解机器人在支撑相阶段电机轴的最小角速度min(w1)和摆动相阶段电机轴的角速度min(w2)，从而求解出电机轴所需的最低转速nmin； s5.求解机器人在设定运动步态下电机轴所需输出的最大扭矩Mmotor和最大功率p； s6.根据电机所需输出的最低转速nmin、最大功率p和最大扭矩Mmotor选择电机的型号。 2.根据权利要求1所述的应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法，其特征在于：步骤s1中，所述设计指标包括：陆地最大移动速度vgoal、最大爬坡角度γ和整机最大重量m；所述C形腿参数包括：C形腿直线段长度d、C形腿圆弧段圆心角、C形腿圆弧段质量m2、直线段质量m1和C形腿绕旋转中心的转动惯量J。 3.根据权利要求2所述的应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法，其特征在于：步骤s2中，C形腿旋转中心A到其与水平地面的接触点C之间的距离lAC(θ)：其中，r为C形腿圆弧段半径，θ为C形腿直线段与行进方向之间的夹角,θ∈(π，2π)。 4.根据权利要求3所述的应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法，其特征在于：步骤s3中，机器人实际前进速度vcx和机器人上下波动的速度vcy分别为：其中，θ∈(π，2π),w为C形腿转动的角速度；其中，θ∈(π，2π)。 5.根据权利要求4所述的应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法，其特征在于：步骤s4中，所述min(w1)、min(w2)和nmin分别为： 6.根据权利要求5所述的应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法，其特征在于：步骤s5中，三角步态下，C形腿在支撑相阶段进行匀速转动所需的扭矩Mmotor1和功率p支-匀分别为： p支-匀＝Mmotor1min(w1)；其中， 7.根据权利要求5所述的应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法，其特征在于：步骤s5中，三角步态下，C形腿在支撑相进行匀加速转动时所需的扭矩为：而C形腿在摆动相进行匀减速转动时所需的扭矩为： 8.根据权利要求5所述的应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法，其特征在于：步骤s5中，三角步态下，C形腿在上坡阶段进行匀速转动时所需的扭矩为：其中， 9.根据权利要求5所述的应用C形腿的六足机器人动力特性分析方法，其特征在于：步骤s5中，六角步态下，C形腿在支撑相阶段进行匀速转动所需的扭矩Mmotor1为：其中， θ∈[π，2π]。
所属类别：	发明专利