1.一种液压四足机器人机电液控感仿真平台搭建方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1、通过液压四足机器人的足端轨迹规划模块，对液压四足机器人的足端轨迹进行规划，使其足端形成连续轨迹；

S11、选取液压四足机器人的实验步态，由五次多项式对足端进行轨迹规划；

S12、基于Matlab SimMechanics工具箱，利用足端轨迹规划方程搭建足端轨迹规划模块；

S2、以液压四足机器人足端坐标{X,Y,Z}为运动输入量，通过运动学模块得到液压四足机器人D‑H坐标角{CT1,CT2,CT3}；

S21、根据液压四足机器人各关节关系建立D‑H坐标系，并确定相应参数；

S22、根据D‑H坐标系和腿部结构参数，获得液压四足机器人运动学正解；

S23、根据D‑H坐标系、腿部结构参数和液压四足机器人运动学正解，获得液压四足机器人运动学逆解；

S24、以杆件长度a、足端坐标{X,Y,Z}为变量，利用函数关系，在Matlab SimMechanics工具箱中完成运动学模块搭建，得到液压四足机器人D‑H坐标角{CT1,CT2,CT3}；

S3、以液压四足机器人D‑H坐标角{CT1,CT2,CT3}作为驱动输入量，通过关节空间与液压驱动单元行程映射模块，得到液压驱动单元期望行程{CT1,L2,L3}；

S31、根据运动学逆解得到的液压四足机器人D‑H坐标角，得到液压驱动单元的行程；

S32、以θ1、θ2和θ3为变量，利用函数关系，在Matlab SimMechanics工具箱中完成对关节空间与液压驱动单元行程映射模块的搭建，得到液压驱动单元的期望行程{CT1,L2,L3}；

S4、以关节空间与液压驱动单元行程映射模块得到液压驱动单元的期望行程{CT1,L2,L3}、动力学模型采集回的力矩Torque与力Force作为负载力为实际驱动输入量，输入液压驱动单元位置控制模块，并得到液压驱动单元实际旋转角度Xc和实际行程{Xp2,Xp3}；

S5、根据液压四足机器人的机械结构，构建液压四足机器人的动力学模型模块，绘制液压四足机器人的三维模型，并设置材料和质量的相关属性，在Matlab SimMechanics工具箱中建立液压四足机器人的动力学模型模块；

S6、根据液压四足机器人的所述足端轨迹规划模块、运动学模块、关节空间与液压驱动单元行程映射模块、液压驱动单元位置控制模块和动力学模型模块间信号流转与各关节驱动单元受力与负载力之间的关系，共同构建得到液压四足机器人机电液控感仿真平台；

S7、验证所建立的液压四足机器人机电液控感仿真平台的行程和速度结果的准确性；

S71、对理论计算得到的液压驱动单元期望行程、液压驱动单元位置控制模块得到的液压驱动单元实际行程和机电液控感仿真平台测量得到的仿真行程进行验证；

S72、对液压四足机器人理论计算速度和仿真测量速度结果进行对比验证；

所述步骤S11具体包括以下步骤：

S111、支撑相时，液压四足机器人足端轨迹为：

其中，czlj表示着地相液压四足机器人足端z方向轨迹的第j次多项式系数，j＝0,1,…,

5；T表示液压四足机器人单腿向前迈一步的周期；zl(t)表示支撑相时t时刻液压四足机器人足端z向坐标；xl(t)表示支撑相时t时刻液压四足机器人足端x向坐标；

S112、根据液压四足机器人Trot步态特点，式(1)的边界条件为：其中，zl(0), 表示支撑相时液压四足机器人足端z向初始坐标、初始速度和初始加速度；S表示步长； 分别表示支撑相时 时刻液压四足机器人足端z向坐标、速度和加速度；vt表示着地相腿的速度；

S113、根据边界条件，计算得到液压四足机器人支撑相时的足端轨迹为：S114、摆动相时，液压四足机器人足端轨迹为：

其中，czsj表示摆动相液压四足机器人足端z方向轨迹的第j次多项式系数；cxs1j表示摆动相液压四足机器人足端x方向抬腿轨迹的第j次多项式系数；cxs2j表示摆动相液压四足机器人足端x方向落腿轨迹的第j次多项式系数；zs(t)表示摆动相时t时刻液压四足机器人足端z向坐标；xs(t)表示摆动相时t时刻液压四足机器人足端x向坐标；

S115、根据液压四足机器人Trot步态特点，式(4)的边界条件为：其中， 分别表示摆动相 时刻液压四足机器人足端z向坐标、速度和加速度；zs(T), 分别表示摆动相T时刻液压四足机器人足端z向坐标、速度和加速度； 分别表示摆动相 时刻液压四足机器人足端x向坐标、速度和加速度； 分别表示摆动相 时刻液压四足机器人足端x向坐标、速度和加速度；xs(T), 分别表示摆动相T时刻液压四足机器人足端x向坐标、速度和加速度；

S116、根据边界条件，计算得到液压四足机器人摆动相时足端轨迹为：其中，H表示步高；

S117、式(3)和式(6)组成液压四足机器人足端的一个步行周期轨迹，进而计算液压四足机器人Trot步态下的足端轨迹；

所述步骤S22具体包括以下步骤：

S221、根据D‑H坐标系内容，规定连杆关系：ai‑1表示从zi‑1到zi沿xi‑1的距离；αi‑1表示从zi‑1到zi沿xi‑1旋转的角度；di表示从xi‑1到xi沿zi的距离；θi表示从xi‑1到xi沿zi旋转的角度；

2b表示机器人机身长度；2w表示机器人机身宽度；h表示机器人机身高度；

S222、根据D‑H坐标系中连杆关系，当i＞1时，连杆i与连杆i‑1间的位姿转换关系式S223、将液压四足机器人前腿单腿机械部分参数代入式(7)，得到液压四足机器人单腿足端至过渡坐标{0}运动学正解位姿变换矩阵 为：其中，规定简写符号分别表示为S1＝sinθ1,C1＝cosθ1,S23＝sin(θ2+θ3),C23＝cos(θ2+θ3)；

S224、从液压四足机器人机身过渡坐标系{0}至足端坐标系{4}的足端位置变换关系为：其中， 分别表示液压四足机器人机身过渡坐标系{0}至足端坐标系{4}的足端x、y、z位置变换关系；

所述步骤S23具体包括以下步骤：

S231、根据D‑H坐标系，定义液压四足机器人足端坐标系{4}相对于液压四足机器人机身过渡坐标系{0}位姿变换关系式其中， 分别表示足端坐标系{4}中i单位主矢量相对于过渡坐标系{0}的方向余弦； 分别表示足端坐标系{4}中j单位主矢量相对于过渡坐标系{0}的方向余弦； 分别表示足端坐标系{4}中k单位主矢量相对于过渡坐标系{0}的方向余弦；

S232、用 和 左乘 得到：

即：

S233、根据式(12)解得θ1、θ2、θ3，分别为：

2.根据权利要求1所述的液压四足机器人机电液控感仿真平台搭建方法，其特征在于，所述步骤S31具体包括以下步骤：S311、求解驱动液压四足机器人髋关节纵摆运动的液压驱动单元AC的长度，由于：∠ABC＝90°+θ2‑∠CBG+∠ABM                 (14)其中，∠ABC表示AB与BC的夹角；AB表示髋结合两个铰点之间的距离；BC表示髋结合和膝缸体之间的铰点到髋缸和膝缸体之间的铰点的距离；∠CBG表示BC与BG的夹角；BG表示髋结合与膝缸体之间的铰点到膝缸体与小腿之间的铰点的距离；∠ABM表示AB与BM的夹角；BM表示过髋结合与膝缸体之间的铰点的水平参考线；

在ΔABC中，由对AC边使用余弦定理得：

S312、求解驱动液压四足机器人膝关节纵摆运动的液压驱动单元DE的长度，由于：∠FGD＝180°‑θ3‑∠FGH‑∠BGD                (16)其中，∠FGD表示FG与GD的夹角；FG表示膝缸体与小腿之间的铰点到连杆和小腿之间的铰点的距离；GD表示膝缸体与小腿之间的铰点到膝缸体内部活塞缸无杆腔底部中心的距离；∠FGH表示FG与GH的夹角；GH表示膝缸体与小腿之间的铰点到小腿足端的距离；∠BGD表示BG与GD的夹角；

且满足几何关系：

2 2 2

DE‑2DF*cos∠FDE*DE+DF‑EF＝0             (17)其中，DF表示膝缸体无杆腔底部到连杆与小腿之间的铰点的距离；EF表示连杆的长度，即连杆与膝缸体活塞杆之间的铰点到连杆与小腿之间的铰点的距离；∠FDE表示FD与DE的夹角；

考虑液压四足机器人单腿几何关系的限制，在ΔDEF中，∠EFD始终为锐角，由一元二次方程的求根公式得到DE较小的一个解作为所求DE的值：

3.根据权利要求1所述的液压四足机器人机电液控感仿真平台搭建方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：S41、通过对液压驱动单元的机理分析，选取6个线性无关的系统变量作为控制系统的状态变量，其分别为：x1＝xp, x3＝xv, x5＝p1,x6＝p2，得到方程：其中， 分别表示x1,x2,x3,x4,x5,x6的一阶导数；xp表示伺服缸缸杆位移；xv表示伺服阀阀芯位移；

分别表示xp,xv的一阶导数；p1表示无杆腔压力；p2表示有杆腔压力；ζ表示伺服阀阻尼比；ω表示伺服阀固有频率，单位为rad/s；K表示负载刚度，单位为N/m；K1表示与伺服缸无杆腔对应的伺服阀流量系数；K2表示与伺服缸有杆腔对应的流量系数；Kx表位移传感器增益；Kaxv表示伺服阀增益；βe表示有效体积弹性模量，单位为Pa；V1表示无杆腔容积；V2表示有3

杆腔容积；Cip表示伺服缸内泄漏系数，单位为m/(s·Pa)；Cep表示伺服缸外泄漏系数，单位

3 2

为m/(s·Pa)；A1表示非对称伺服缸无杆腔面积，单位为m；A2表示非对称伺服缸有杆腔面2

积，单位为m；mt表示折算到伺服缸活塞上总质量，单位为kg；Bp表示负载及阀控非对称缸的黏性阻尼系数，单位为N·s/m；u1,u2分别表示第一输入量和第二输入量，且有u1＝L，u2＝Fp，L表示伺服缸活塞总行程，Fp表示动力机构的驱动力；

S42、由式(20)在Matlab SimMechanics工具箱中完成对液压驱动单元位置控制模块的搭建。

4.根据权利要求1所述的液压四足机器人机电液控感仿真平台搭建方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下步骤：S51、根据设计需求在SolidWorks三维设计软件中绘制液压四足机器人的三维模型，并添加各零件的相关属性；

S52、在SolidWorks软件装配体环境中，根据液压四足机器人机械结构各部件的相互运动关系施加构件间的约束；

S53、利用SolidWorks软件的Simscape Multibody Link工具，将液压四足机器人机械结构的装配体文件导出为一个.xml文件和多个.stl文件；

S54、在Matlab命令窗口中运行“smimport”命令，Matlab自动读取相对应的.xml文件和.stl文件，完成液压四足机器人的动力学模型模块的搭建。

5.根据权利要求1所述的液压四足机器人机电液控感仿真平台搭建方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括以下步骤：S61、根据仿真平台中的坐标系及实际需要，完成对重力在内基本参数的设置；

S62、在动力学模型模块中，添加接触力模块，并通过第一坐标变换模块Transform1与第二坐标变换模块Transform2使得液压四足机器人的足端与地面相接触，获得液压四足机器人的足端和地面的接触点Fc；

S63、将Xc、Xp2、Xp3输入动力学模型，测量得到Torque和Force；并将Torque和Force作为负载力输入液压驱动单元位置控制模块，完成液压四足机器人机电液控感仿真平台搭建；

S64、设置F模块作为液压四足机器人机身与腿部结构的结合模块，将腿部髋缸结构与髋活塞杆结构通过第一移动副模块相连接，所述第一移动副模块以第一条腿的第二个关节的输入信号Xp12信号为输入量，以第一位置信号p1、第一速度信号v1、第一力信号f1为输出量，完成对髋关节液压驱动单元的实时控制与监测，并将第一力信号f1作为负载力输入液压系统，完成髋关节液压驱动单元的闭环控制；腿部膝缸体结构与膝活塞杆结构通过第二移动副模块相连接，所述第二移动副模块以第一条腿的第三个关节的输入信号Xp13信号为输入量，以第二位置信号p2、第二速度信号v2、第二力信号f2为输出量，完成膝关节液压驱动单元的实时控制与监测，并将第二力信号f2作为负载力输入液压系统，完成膝关节液压驱动单元的闭环控制；完成对液压四足机器人机电液控感仿真平台的搭建；

S65、运行液压四足机器人机电液控感仿真平台。

6.根据权利要求1所述的液压四足机器人机电液控感仿真平台搭建方法，其特征在于，所述液压四足机器人机电液控感仿真平台包括足端轨迹规划模块、运动学模块、关节空间和液压驱动单元行程映射模块、液压驱动单元位置控制模块和动力学模型模块；所述足端轨迹规划模块根据足端轨迹模型构建，所述足端轨迹模型采用数学建模的方式构建得到；

所述运动学模块根据液压四足机器人正运动学和逆运动学模型构建，所述液压四足机器人正运动学和逆运动学模型由D‑H坐标系和液压四足机器人几何结构决定，并采用数学建模的方式构建得到；所述关节空间和液压驱动单元行程映射模块由关节空间与液压驱动单元映射关系构建，关节空间与液压驱动单元映射关系由液压四足机器人腿部几何结构决定，并采用数学建模的方式构建；所述液压驱动单元位置控制模块根据液压驱动单元位置控制模型构建，所述液压驱动单元位置控制模型由液压驱动单元的结构决定，并采用机理建模的方式构建得到；所述动力学模型模块根据所述液压四足机器人机械结构构建；所述液压四足机器人机电液控感仿真平台根据所述足端轨迹规划模块、运动学模块、关节空间与液压驱动单元行程映射模块、液压驱动单元位置控制模块和动力学模型模块间的信号流转共同搭建液压四足机器人机电液控感仿真平台；所述足端轨迹规划模块以X0、Y0、Z0、S、T、H、t、tt为输入量，以足端轨迹坐标X、Y、Z为输出量，X0,Y0,Z0分别表示初始状态下x、y、z方向上的足端坐标；tt表示实际时间。

7.根据权利要求1所述的液压四足机器人机电液控感仿真平台搭建方法，其特征在于，所述实验步态包括Trot步态、Walk步态、Pace步态和Jump步态。