两栖蛙板机器人的摆臂驱动式运动控制方法

摘要

本发明提供一种两栖蛙板机器人的摆臂驱动式运动控制方法，具体过程为：测量机器人的腿臂位置θ_a和机器人速度V_c；令机器人质心在前进方向上的加速度a_c＝K×(V_aim‑V_c)，V_aim为目标速度，K为预设参数；利用θ_a、V_c和a_c，根据所建立的机器人在陆地和水中的前进运动控制模型，计算电机控制量ω；根据所述电机控制量ω控制电机驱动机器人在陆地或水中的前进运动。本发明运用统一的控制器即可实现机器人水陆环境中的纵向速度控制，大大简化了两栖机器人控制算法的复杂程度，避免了两栖机器人因进行环境检测、执行机构切换和控制算法切换带来的时间和能源的损耗。

主权项

一种两栖蛙板机器人的摆臂驱动式运动控制方法，其特征在于，具体过程为：(1)测量机器人的腿臂位置θ_a和机器人速度V_c；(2)令机器人质心在前进方向上的加速度a_c＝K×(V_aim‑V_c)，V_aim为目标速度，K为预设参数；(3)利用θ_a、V_c和a_c，根据所建立的机器人在陆地和水中的前进运动控制模型，计算电机控制量ω，所述前进运动控制模型如公式(1)所示；${\mathrm{Ma}}_c={\mathrm{\rho S}}_1{\omega }^2{L}_a^2{\mathrm{cos\beta }}_a\sin ({\theta }_a+{\beta }_a)-\frac{1}{2}{\mathrm{\rho S}}_3{V}_c^2-{\mathrm{\rho e}}_2{\mathrm{sin\theta }}_a(V_c{e}_1+\frac{\omega }{2}{e}_1^2{\mathrm{sin\theta }}_a)---\left(1\right)$其中，M为机器人质量，ρ为水的密度，S₁为机器人左右尾鳍的面积，L_a机器人腿臂长度，当机器人在陆地前进时，β_a表示左右后轮的偏转角度，当机器人在水中前进时，β_a表示左右尾鳍的变形角度，S₃为机器人前进时的等效对水面积，e₁,e₂分别为机器人腿部侧面的长和宽；(4)根据所述电机控制量ω控制电机驱动机器人在陆地或水中的前进运动。