(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210806844.X (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 深圳市优必选科技股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市南 山区学苑大 道1001号南山智园C1栋16、 2 2楼 (72)发明人 罗秋月　葛利刚　陈春玉　罗璇　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 张文娥 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B62D 57/032(2006.01) (54)发明名称 机器人质心运动规划方法、 装置和双足机器 人 (57)摘要 本申请提供一种机器人质心运动规划方法、 装置和双足机器人， 该方法包括： 基于机器人的 简化模型构建的动力学方程， 计算该机器人的单 步态期望周期轨迹； 根据反馈的机器人质心状态 对该期望周期轨迹进行修正， 并利用修正后的期 望周期轨迹生成该机器人的期望质心轨迹； 根据 该质心期望轨迹控制该机器人运动。 该方法通过 对单步态周期进行轨迹规划及轨迹修正， 再将其 组合得到期望的质心轨迹， 相比传统的质心规划 方法， 更加简单快捷， 还便于实时根据新的任务 需求进行轨 迹修正等。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 115107030 A 2022.09.27 CN 115107030 A 1.一种机器人质心运动规划方法， 其特 征在于， 包括： 基于机器人简化模型构建的动力学 方程， 计算所述机器人的单个步态期望周期轨 迹； 根据反馈的机器人质心状态对所述期望周期轨 迹进行修 正； 利用修正后的期望周期轨 迹生成所述机器人的期望质心轨 迹； 根据所述质心期望 轨迹控制所述机器人运动。 2.根据权利要求1所述的机器人质心运动 规划方法， 其特征在于， 所述机器人的动力学 方程通过将所述机器人简化为线性倒立摆模型， 并且使所述机器人的零力矩点与线性倒立 摆的支点 一致构建得到 。 3.根据权利要求1所述的机器人质心运动 规划方法， 其特征在于， 所述质心状态包括实 际质心位置， 所述 根据反馈的机器人质心状态对所述期望周期轨 迹进行修 正， 包括： 计算上一步态周期的结束时刻所述机器人反馈的实际质心位置与当前步态周期的初 始时刻的期望质心位置之间的误差； 基于所述误差和所述机器人的质心状态满足的边界条件通过三 次多项式曲线拟合， 构 建得到机器人质心轨 迹的修正项； 将所述期望周期轨 迹和所述 修正项叠加， 得到修 正后的期望周期轨 迹。 4.根据权利要求3所述的机器人质心运动 规划方法， 其特征在于， 所述机器人的质心状 态满足的边界条件 包括： 在单个步态周期内， 质心位置在初始时刻和结束时刻的修正量分别为所述误差和零， 以及， 质心速度在 初始时刻和结束时刻的修 正量均为零。 5.根据权利要求2所述的机器人质心运动 规划方法， 其特征在于， 所述动力学方程的表 达式如下： 其中， 式中， x和 分别为所述线性倒立摆在沿前向方向的质心位置和质心加速度， y和 分 别为所述线性倒立摆在沿侧向方向的质心位置和质心加速度， z为所述线性倒立摆质心距 离地面的高度， g为重力加速度。 6.根据权利要求5所述的机器人质心运动 规划方法， 其特征在于， 所述机器人的期望质 心轨迹的表达式如下： 式中， xd(t)和yd(t)表示所述机器人沿前向方向和侧向方向的期望质心轨迹， c osh()和 sinh()分别表示双曲线余弦和正弦， S和D分别表示所述机器人的步长和步宽， 和 分 别表示所述机器人在一个步态周期初始时刻的沿前向方向和侧向方向的质心速度， fx(t) 和fy(t)分别表示对所述期望周期轨 迹在沿前向方向和 侧向方向的修 正项分量。 7.根据权利要求1至 6中任一项所述的机器人质心运动规划方法， 其特 征在于， 还 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115107030 A 2根据所述反馈的机器人质心状态和实时接收到的任务需求对所述期望周期轨迹进行 修正， 得到所述 修正后的期望周期轨 迹。 8.一种机器人质心运动规划装置， 其特 征在于， 包括： 周期轨迹求解模块， 用于基于机器人简化模型构建的动力学方程， 计算所述机器人的 单步态期望周期轨 迹； 轨迹修正模块， 用于根据反馈的机器人质心状态对所述期望周期轨 迹进行修 正； 质心轨迹生成模块， 用于利用修正后的期望周期轨迹生成所述机器人的期望质心轨 迹； 运动控制模块， 用于根据所述质心期望 轨迹控制所述机器人运动。 9.一种双足机器人， 其特征在于， 所述双足机器人包括处理器和存储器， 所述存储器存 储有计算机程序， 所述处理器用于执行所述计算机程序以实施权利要求1 ‑7中任一项所述 的机器人质心运动规划方法。 10.一种可读存储介质， 其特征在于， 其存储有计算机程序， 所述计算机程序在处理器 上执行时， 实施根据权利要求1 ‑7中任一项所述的机器人质心运动规划方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115107030 A 3