【正文】 5總結(jié)本文主要介紹了直立型的大型四足機(jī)器人的爬行步態(tài)的設(shè)計(jì)過(guò)程，介紹了爬行步態(tài)的步態(tài)原理，分析了基于穩(wěn)定性的步態(tài)規(guī)劃過(guò)程，并通過(guò)虛擬樣機(jī)建模和物理樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了步態(tài)規(guī)劃的正確性。表2：步態(tài)仿真過(guò)程序號(hào)時(shí)段（s）動(dòng)作結(jié)論10~下蹲、右傾進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)2~邁左后腿3~邁左前腿4~左傾5~邁右后腿失穩(wěn)6~邁右前腿7~前進(jìn)產(chǎn)生前進(jìn)位移8~右傾到1的狀態(tài)9~邁左后腿10~邁左前腿11~左傾12~邁右后腿13~邁右前腿14~前進(jìn)總結(jié)2個(gè)周期2次修正 仿真內(nèi)容分析在仿真過(guò)程中一共設(shè)計(jì)了2個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，1~7為第一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，8~14為第2個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，第2個(gè)運(yùn)動(dòng)周期針對(duì)第一運(yùn)動(dòng)周期出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了一定的修正，其運(yùn)動(dòng)效果如圖9和10所示。同理，邁號(hào)腿時(shí)，機(jī)器人的重心轉(zhuǎn)移到III和IV組成的三角形內(nèi)；邁號(hào)腿時(shí)機(jī)器人的重心轉(zhuǎn)移到I和II組成的三角形內(nèi)；邁號(hào)腿時(shí)機(jī)器人的重心轉(zhuǎn)移到I和IV組成的區(qū)域內(nèi)。而且3條腿在地面上可以形成一個(gè)支撐多邊形，使機(jī)器人處于一個(gè)靜穩(wěn)定狀態(tài)，所以爬行步態(tài)就是靜步態(tài)，其時(shí)序關(guān)系如圖1所示。結(jié)合質(zhì)心方程和穩(wěn)定性原理得到了一套基于質(zhì)心穩(wěn)定的爬行步態(tài)的規(guī)劃方法，并分析了單腿的位姿轉(zhuǎn)換方法，最后通過(guò)Adams軟件仿真了爬行步態(tài)的步行過(guò)程，并完成了爬行步態(tài)的步行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證實(shí)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定直線步行。本文在虛擬樣機(jī)中建立了四足機(jī)器人的模型，驗(yàn)證了步態(tài)規(guī)劃的效果，最后將設(shè)計(jì)的步態(tài)有效地應(yīng)用到了物理樣機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了大型四足機(jī)器人的穩(wěn)定直線步行。爬行步態(tài)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程就是穩(wěn)定性的分析過(guò)程，一般的學(xué)者將步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定性分析單獨(dú)研究，而在實(shí)際的四足機(jī)器人的步態(tài)設(shè)計(jì)中，筆者認(rèn)為穩(wěn)定性分析和步態(tài)規(guī)劃是個(gè)結(jié)合體，彼此不可分離。3步態(tài)仿真利用Adams6的建模功能構(gòu)建如圖7所示的機(jī)器人仿真模型，機(jī)器人的每條腿由三個(gè)關(guān)節(jié)組成：髖關(guān)節(jié)、大腿關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)，仿真的過(guò)程就是分別給這三個(gè)關(guān)節(jié)賦予運(yùn)動(dòng)函數(shù)，然后觀察其運(yùn)動(dòng)效果，建模參數(shù)如表１所示。表3：機(jī)器人物理樣機(jī)實(shí)際參數(shù)表部件名稱重量(kg)長(zhǎng)度(mm)大腿25485小腿25515身體100頭部151000尾部820總計(jì)323kg圖12：機(jī)器人物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的爬行步態(tài)，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)跨步為50mm的穩(wěn)定步行，側(cè)向傾斜角度最小可降低到7度。對(duì)機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃尤其重要的是機(jī)器人的重量分布，通過(guò)物理樣機(jī)的不斷實(shí)驗(yàn)以及對(duì)物理樣機(jī)的改進(jìn)，我們發(fā)現(xiàn)機(jī)器人身體的質(zhì)量和四肢的重量的比值越大其穩(wěn)定性越好。只要調(diào)整跨步的大小或側(cè)傾角度就可以使重心回到支撐三角形內(nèi)。對(duì)圖5所的模型，我們建立以身體質(zhì)心為坐標(biāo)原點(diǎn)的隨動(dòng)坐標(biāo)系，因此可以得到機(jī)器人的質(zhì)心在任何時(shí)刻相對(duì)于身體質(zhì)心的位置情況（質(zhì)心表示為）。因此適合四足機(jī)器人的爬行步態(tài)方式僅有限幾種，而且不同的結(jié)構(gòu)形式的抬腿順序也有差異。stability theory。對(duì)于大型四足機(jī)器人來(lái)說(shuō)，由于其對(duì)速度的要求不高，而且動(dòng)穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)難度高，所以本文主要分析大型仿生四足機(jī)器人的靜穩(wěn)定步態(tài)。步態(tài)規(guī)劃的過(guò)程也是機(jī)器人重心調(diào)整的過(guò)程，我們將機(jī)器人的重心調(diào)整方式分為單獨(dú)調(diào)整重心和每步調(diào)整重心方式[8]。 （5） 圖7：初始位姿及邁步分析機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)前進(jìn)的關(guān)鍵是能夠邁步，所以邁步過(guò)程的設(shè)計(jì)是步態(tài)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分之一，邁步的