CN104793621A 说明书 4/4页 [0045] 图2是本发明的基于粘弹性的粘弹性仿生控制系统的结构示意图 [0046] 图3是踝关节位姿增量变化曲线 具体实施方式 [0047]如图1，仿人机器人在规划轨迹时，首先给出ZMP和质心轨迹，然后规划仿人机器 人踝关节轨迹，之后根据逆运动学计算各个关节的轨迹并执行。当外部环境有干扰时，根据 肌肉粘弹性反应的机理，我们可以改变踝关节的轨迹而ZP和质心的轨迹不变，使仿人机 器人通过调节各个关节执行的轨迹适应外部环境。 [0048]如图2，仿人机器人正常行走时执行关节位置控制，当机器人脚底着地时采用粘弹 性仿生控制器进行行走稳定控制。利用关节位置，通过运动学可以得出机器人脚底板实时 的位置和姿态，进而得出速度和角速度。机器人脚底板处安装有六维力/力矩传感器，可以 实时测得机器人脚底板所受的力和力矩。此时建立机器人脚底板和地面接触的粘弹性接触 模型，得到地面作用力和踝关节的位姿变化关系： [0049] △=(1-e), [0050] 其中t=。ε为粘度系数，k为弹性系数，△表示所述仿人机器人的腿部末端实 际位姿变化量(6×1)，F为受到的地面作用外力，t是受到上述外力时开始计算的时间。 Ax △y [0051] △z △9x =K f五 1-e,其中，K=1/k: mx △ay my L△gz Lmz. [0052] 通过粘弹性控制模型，可以得到踝关节位置和姿态的变量，得出踝关节的位置和 姿态： [0053] P(t+1)=P(t)+△P(t) [0054] 之后通过逆运动学可以得出每个关节的执行角度，并下发到关节执行。 [0055] 当受到外力时，粘弹性内力F。x=F*(1-e/T),由△=Fx/k得到踝关节的位姿 调节增量如图3的曲线①。 [0056] 当受到的力去除或消失后，粘弹性内力并未消失，令Fx=F*e/T,由△=Fk 得到踝关节的位姿调节增量变化趋势如图3中的曲线②。所述粘弹性内力逐渐减小，从而 避免了外力消失时由于加速度太大而导致的冲击。 [0057] 其中，力F是机器人脚底板所受到的外力和力矩，F,是机器人脚底板受到的外力的 平均值，所述粘弹性内力随时间减小的曲线的形状可通过调节粘度系数ε和弹性系数k实 现改变，从而获得不同的缓冲击效果。 [0058]本发明借鉴人的行走肌肉粘弹性规律，设计控制算法对仿人机器人进行行走步态 仿生控制，使得机器人脚底能够适应复杂地形，增加仿人机器人的环境适应性。 [0059]以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人 员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。 7