详情

原文传递基于关节工况多象限耦合的双足机器人数字液压驱动方法

专利名称：	基于关节工况多象限耦合的双足机器人数字液压驱动方法
摘要：	本发明公开了一种基于关节工况多象限耦合优化的双足机器人数字液压节能驱动方法。发明涉及到双足机器人液压驱动领域，通过建立双足机器人有限状态机和关节运动、负载工况图谱，采用多目标优化配置策略匹配液压系统数字阀组全局最优工作模式，实现双足机器人液压系统液压能、动势能之间的能量高效转换机制。该发明具有较好的双足机器人液压驱动系统分析和节能驱动效果，有利于提高机器人整体能效值。
专利类型：	发明专利
申请人：	之江实验室
发明人：	谢安桓;成利波;张丹;朱世强
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN202010226464.X
公开号：	CN111114668A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	邱启旺
分类号：	B62D57/032;B;B62;B62D;B62D57;B62D57/032
申请人地址：	310023 浙江省杭州市余杭区文一西路1818号人工智能小镇10号楼
主权项：	1.一种基于关节工况多象限耦合的双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）根据双足机器人的构型和步态建立正向运动学和动力学模型，基于腿足部位置和关节受力情况设计机器人腿部液压关节运动的有限状态机，得到每个液压关节的负载、运动状态以及变化规律，在此基础上建立每个液压关节对应的运动工况图谱；（2）分析每个时刻所有工况图谱的多象限耦合并存特征，得到数字液压系统的压力和流量分布；根据所述液压系统压力和流量分布，建立描述双足机器人液压系统的总能效值的无量纲成本函数，设置所述双足机器人全局能效值在机器人控制中对应的权重；（3）根据对应权重匹配每个液压缸对应的数字阀组的工作模式，驱动液压缸动作，控制机器人运动。 2.根据权利要求1所述双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于：步骤1中的运动工况图谱包括液压缸负载状态、数字液压阀工作模式以及两者之间的映射关系。 3.根据权利要求2所述双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于：所述液压缸负载状态在速度-负载坐标系中，从第一到第四象限的负载状态分别表现为：负负载、正负载、负负载、正负载；所述数字液压阀工作模式分为常规、浮动、再生、回收四个模式。 4.根据权利要求1所述双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于：所述机器人腿部液压关节运动的有限状态机包括：离地瞬间状态、足部离地状态、腿部前摆状态、离地最高点状态、腿部回摆状态、着地瞬间状态、压缩减速状态、伸展加速状态。 5.根据权利要求1所述双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于：步骤2中总能效值的无量纲成本函数为：其中，为液压系统总功率，为液压缸数量，为第个液压缸的做功功率，为第个液压缸对应的耗散功率，包括该液压缸对应的管路系统损失和执行器损失，为液压泵的总效率。 6.根据权利要求1所述双足机器人数字液压驱动方法，其特征在于：每个数字阀组由4个高速开关式数字液压阀组成，采用负载口独立控制技术。
所属类别：	发明专利