CN105563483A 说明书 1/4页 一种用于蛇形仿生机器人转弯运动的组合控制方法 技术领域 [0001] 本发明涉及一种用于蛇形仿生机器人转弯运动的控制方法，尤其涉及一种用于蛇 形仿生机器人转弯运动的组合控制方法，属于机器人控制领域。 背景技术 [0002]蛇形仿生机器人是一种多关节、高冗余、无肢结构的仿蛇机器人，具有运动稳定、 运动形式多变、环境适应力强等优点，在战场突袭、救灾搜救、险境探测等许多领域都具有 广泛的应用前景。 [0003]在蛇形仿生机器人行进当中，必然会遇到不可逾越的障碍物或者运动方向与目标 之间有一定角度的情况，这就要求机器人能根据自身结构和当前环境做出方向调整，绕开 障碍物或者调整方向对准目标前进。 [0004]传统的工业机器人相比，蛇形仿生机器人没有固定的基坐标，运动过程中关节转 矩与转角有关，是具有非完整约束的动力系统，并且其关节数较多、长度都较大，使其运动 学、动力学建模比串联机器人复杂得多。 [0005]目前，大多数仿生机器蛇常用的转弯控制方法有中心值控制法、相位控制法和幅 值控制法，虽然可以实现机器人的转弯运动，但在实验中，中心值控制法转弯时机器人转弯 角度不准确，关节角度变化幅度大，导致机器人抖动：相位控制法转弯时由于关节角度有明 显的突变，造成了机器人各关节先后出现抖动现象：幅值控制法转弯半径较大、时间较长。 [0006]此外，蛇形仿生机器人的转弯运动切线控制法在变幅值操作时，存在下述三个缺 点：(1)转弯时间长：(2)严重影响蛇形仿生机器人的运动稳定性：(3)完成转弯运动后，还需 再次进行变幅值操作以加快机器人运动速度，增加了系统负担。 发明内容 [0007]本发明针对蛇形仿生机器人常用的三种转弯控制方法不足，以及蛇形仿生机器人 的转弯运动切线控制法在变幅值操作时存在的下述两个缺点：(1)转弯时间长：(2)严重影 响蛇形仿生机器人的运动稳定性。本发明公开的一种用于蛇形仿生机器人转弯运动的组合 控制方法要解决的技术问题是，具有切线控制法的优点，且在切线控制法上进一步减小转 弯时间，增强蛇形仿生机器人的运动稳定性，所述的切线控制法的优点指使蛇形仿生机器 人转弯过程中和转弯后充分保持蛇形曲线保持不变，并且能够避免转弯角度受幅值限制、 不连续的问题。 [0008] 本发明公开的一种用于蛇形仿生机器人转弯运动的组合控制方法，包括如下步 骤： [0009] 步骤一：为减小转弯时间，增强蛇形仿生机器人的运动稳定性，引入用于调节幅值 角a的幅值调整因子℃(g>0),使得调节前的幅值角α1和调节后的幅值角α2满足公式(1)， [0010]a2=℃a1(1) [0011]步骤二：为保证变幅值后关节角度0(s)变化的连续性，关节角度0(s)应满足公式 3