(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 202210494242.5 (22)申请日 2022.05.07 (71)申请人 江汉大学 地址 430056 湖北省武汉市沌口经济技 术 开发区新江大路8号 (72)发明人 王彬　栾云龙　刘忠毓　张琳　 雷洛　项盛奎　余五新　 (74)专利代理 机构 北京众达德权知识产权代理 有限公司 1 1570 专利代理师 田灵菲 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种仿生四足机械猫的控制方法、 装置以及 控制设备 (57)摘要 本申请提供了一种仿生四足机械猫的控制 方法、 装置以及控制设备， 用于在设计一仿生四 足机械猫的机械宠物的情况下， 为其步态方面提 供一套精细化的控制方法， 如此可以结合其精细 化的机械 结构实现灵活的机械活动效果， 较好地 满足实际应用中广大潜在用户的机械宠物功能 需求。 方法包括： 控制设备获取仿生四足机械猫 的预设运动轨迹； 控制设备在仿生四足机械猫的 结构数据的基础上， 在模拟环境中模拟仿生四足 机械猫进行预设运动轨迹的运动， 并得到模拟结 果； 控制设备在模拟结果中， 对仿生四足机械猫 的运动结构的舵机转角进行解算， 得到仿生四足 机械猫的步态 算法， 步态算法是指仿生四足机械 猫完成预设运动轨 迹时舵机转角的控制算法。 权利要求书4页 说明书23页 附图7页 CN 115194759 A 2022.10.18 CN 115194759 A 1.一种仿生四足机 械猫的控制方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 控制设备获取仿生四足机 械猫的预设运动轨 迹； 所述控制设备在所述仿生 四足机械猫的结构数据的基础上， 在模拟环境中模拟所述仿 生四足机 械猫进行所述预设运动轨 迹的运动， 并得到模拟结果； 所述控制设备在所述模拟结果中， 对所述仿生 四足机械猫的运动结构的舵机转角进行 解算， 得到所述仿生四足机械猫的步态算法， 所述步态算法是指所述仿生四足机械猫完成 所述预设运动轨 迹时所述舵机转角的控制算法。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述仿生 四足机械猫的前腿和后腿都为五 连杆结构， 所述舵机转角的解 算过程中， 所述前腿的舵机的选配处 理包括以下内容： 所述处理设备设OA为机架， 各点均 为铰接， F为足端点， CF为一根杆， D为杆上铰接点， 设 L1＝100mm， L2＝24mm， L3＝80mm， L4＝30， L5＝30mm， L7＝90mm， alpha与beta为已知量， 设O (x， y)， 则有A( ‑L5， 0)， 易得： B(‑L5‑L2·cosβ， L2·sinβ )＝(xb， yd) D(L1·cosα， L1·sinα )＝(xd， yd)， 则： (此处求倾斜角)， 那么： 在ΔDBC中： 则： (此处求倾斜角)， 最后得： F(xd+L7·cosθ， yd+L7·sinθ )＝F(xf， yf)； 所述控制设备在所述步态算法的基础上， 结合所述前腿的力矩的量化公式计算所述前 腿步态每 个点的所需舵机力矩； 所述控制设备确定提供 所述前腿步态每 个点的所需舵机力矩的目标 舵机； 所述后腿的舵机的选配处 理包括以下内容： 所述处理设备设OA为机架， 各点均 为铰接， E为足端点， CF为一根杆， D为杆上铰接点， 设 L1＝70mm， L2＝70mm， L3＝70mm， L4＝70， L5＝30mm， L6＝45mm， alpha与beta为已知量， 设O (x， y)， 则有A( ‑L5， 0)， 易得： B(‑L5‑L2·cosβ， L2·sinβ )＝(xb， yb)权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115194759 A 2D(L1·cosα， L1·sinα )＝(xd， yd)， 则： (此处求倾斜角)， 那么： 最后有 所述控制设备在所述步态算法的基础上， 结合所述后腿的力矩的量化公式计算所述后 腿步态每 个点的所需舵机力矩； 所述控制设备确定提供 所述后腿步态每 个点的所需舵机力矩的目标 舵机。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述舵机转角的解算过程中， 对于所述前 腿两个舵机转角是否满足让足端到 达指定位置的要求的运动学正 解包括以下内容： 所述处理设备设OA为机架， 各点均 为铰接， E为足端点， CF为一根杆， D为杆上铰接点， 设 L1＝100mm， L2＝24mm， L3＝80mm， L4＝30， L5＝30mm， L7＝90mm， F(x， y)为已知量， 则A( ‑L5， 0)有： 则有： 在ΔOFD中： 则： θ2＝360° ‑90° ‑θ 1‑θ， 那么： D(xd‑L7·cosθ2， yd+L7·sinθ2)＝(xd， yd)， 易知： (此处求倾斜角)， 则得： C(xd‑L4·cosθ2， yd+L4·sinθ2)＝(xc， yc)， 于是有： 在ΔABC中：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115194759 A 3