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一種基于腿足式著陸的飛行機(jī)器人和方法

文檔序號(hào):40653089發(fā)布日期:2025-01-10 19:00閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種推力裝置,其特征在于,所述推力裝置包括:后推進(jìn)器(1)、前推進(jìn)器(2)、控制機(jī)構(gòu)和連桿(4),所述后推進(jìn)器(1)和所述前推進(jìn)器(2)分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副活動(dòng)連接在所述連桿(4)的兩端;所述控制機(jī)構(gòu)連接在所述連桿(4)的中間位置,所述控制機(jī)構(gòu)用于控制所述后推進(jìn)器(1)和所述前推進(jìn)器(2)產(chǎn)生的推力方向和推力大小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種推力裝置,其特征在于,所述控制機(jī)構(gòu)包括:旋轉(zhuǎn)電機(jī)(3)、控制器(5)、搖臂、第一電池(6)和第二電池(7),

3.一種基于腿足式著陸的飛行機(jī)器人,其特征在于,包括權(quán)利要求1至權(quán)利要求2任一項(xiàng)所述的推力裝置、飛行機(jī)器人本體和姿態(tài)傳感器,所述推力裝置設(shè)置在所述飛行機(jī)器人本體的腿足機(jī)構(gòu)上,所述姿態(tài)傳感器設(shè)在所述飛行機(jī)器人本體上,所述推力裝置用于產(chǎn)生前推力和后推力,并通過(guò)控制所述前推力和后推力的大小來(lái)控制所述飛行機(jī)器人著陸,所述姿態(tài)傳感器用于生成飛行機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù),并將所述姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)給推力裝置,所述推力裝置根據(jù)所述姿態(tài)數(shù)據(jù)保證飛行機(jī)器人的姿態(tài)。

4.一種基于腿足式著陸的方法,所述方法基于權(quán)利要求3所述的一種基于腿足式著陸的飛行機(jī)器人,其特征在于,包括:

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于腿足式著陸的方法,其特征在于,所述基于所述落足點(diǎn)位置序列和所述前向速度獲取所述飛行機(jī)器人的步態(tài)時(shí)間序列和期望零力矩點(diǎn)軌跡,具體包括:

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于腿足式著陸的方法,其特征在于,根據(jù)步態(tài)周期的步長(zhǎng)、步寬、步高和所述步態(tài)時(shí)間序列生成期望零力矩點(diǎn)軌跡,包括,假設(shè)初始左腳落足點(diǎn)為,右腳落足為,則在第個(gè)步態(tài)周期內(nèi),計(jì)算方向的期望零力矩點(diǎn)軌跡zmpx方式如下:

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于腿足式著陸的方法,其特征在于,所述基于所述前向速度計(jì)算水平推力衰減軌跡,具體包括:

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于腿足式著陸的方法,其特征在于,所述根據(jù)所述期望零力矩點(diǎn)軌跡和所述水平推力衰減軌跡獲得質(zhì)心水平軌跡,具體包括:

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于腿足式的著陸方法,其特征在于,所述基于所述落足點(diǎn)位置序列和所述質(zhì)心水平軌跡,使用虛擬斜坡法計(jì)算所述飛行機(jī)器人的質(zhì)心高度軌跡,具體包括:

10.根據(jù)權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種基于腿足式的著陸方法,其特征在于,所述飛行機(jī)器人基于所述水平推力衰減軌跡和所述期望關(guān)節(jié)角度軌跡進(jìn)行步行緩沖運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)著陸,包括:飛行機(jī)器人的關(guān)節(jié)電機(jī)根據(jù)所述期望關(guān)節(jié)角度軌跡驅(qū)動(dòng)飛行機(jī)器人執(zhí)行步行動(dòng)作;推力裝置的控制器根據(jù)所述水平推力衰減軌跡和姿態(tài)傳感器生成的姿態(tài)數(shù)據(jù),驅(qū)動(dòng)前推進(jìn)器、后推進(jìn)器產(chǎn)生相應(yīng)的推力以及驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)改變推力朝向,實(shí)現(xiàn)緩沖著陸減速產(chǎn)生的慣性力和保證飛行機(jī)器人的姿態(tài),從而實(shí)現(xiàn)著陸。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及飛行機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域,公開(kāi)了一種基于腿足式著陸的飛行機(jī)器人和方法,方法包括:獲取飛行機(jī)器人著陸后的前向速度,并根據(jù)著陸地面獲取落足點(diǎn)位置序列;基于落足點(diǎn)位置序列和前向速度獲取步態(tài)時(shí)間序列和期望零力矩點(diǎn)軌跡,并獲取足端運(yùn)動(dòng)軌跡;根據(jù)前向速度計(jì)算水平推力衰減軌跡;根據(jù)期望零力矩點(diǎn)軌跡和水平推力衰減軌跡獲得水平質(zhì)心軌跡;基于落足點(diǎn)位置序列和質(zhì)心水平軌跡計(jì)算質(zhì)心高度軌跡;基于質(zhì)心軌跡和足端運(yùn)動(dòng)軌跡獲得期望關(guān)節(jié)角度軌跡;飛行機(jī)器人基于所述水平推力衰減軌跡和所述期望關(guān)節(jié)角度軌跡進(jìn)行步行緩沖運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)著陸。本發(fā)明能夠解決飛行機(jī)器人在非平整地形情況下以較大前向速度的著陸問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員:黃之峰,陳福林,聶磊,張彥,郭輔成,黃楚楷
受保護(hù)的技術(shù)使用者:廣東工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/9
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