[基礎(chǔ)科學(xué)]四足機(jī)器人爬行步態(tài)研究-展示頁(yè)
2024-09-01 01:09本頁(yè)面
【正文】 用質(zhì)心穩(wěn)定的理論設(shè)計(jì)了大型四足機(jī)器人的爬行步態(tài)。動(dòng)步態(tài)由于其占空比小，所以其運(yùn)動(dòng)速度很高而穩(wěn)定性差，具有代表性的動(dòng)步態(tài)是對(duì)角小跑和溜蹄步態(tài)。四足步行機(jī)器人是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、非線性和時(shí)變的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)[1]，所以要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定行走是一件很困難的事情。引言四足機(jī)器人是模仿四足動(dòng)物進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人，所以四足機(jī)器人屬于仿生機(jī)械的范疇。stability theory。關(guān)鍵詞：四足機(jī)器人；爬行步態(tài)；穩(wěn)定性原理；Adams；中圖分類(lèi)號(hào)：TP242文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： The Analysis of QuadrupedRobot Walking GaitHan Xiaojian, Fang Shuming, Zhu Wei, Qi Wei(Mechanical Design Institute, Beihang University, 100191,China ,Email:fsmads )Abstract：********************************************************************************* ********************************************************************************* ********************************************************************************* ********************************************************************************* ********************************************************************************* Key words：quadruped robot。大型四足機(jī)器人爬行步態(tài)的研究韓曉建，方書(shū)明，朱位，齊威(北京航空航天大學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)系 100191 Email:fsmads)摘要：以開(kāi)放式3自由度直立型腿部結(jié)構(gòu)的大型仿生四足機(jī)器人為研究對(duì)象，分析了此類(lèi)機(jī)器人爬行步態(tài)的時(shí)序關(guān)系，并重點(diǎn)分析了邁腿過(guò)程對(duì)機(jī)器人質(zhì)心的影響。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。 walk gait。 Adams。四足機(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣，由于其采用有腿步行方式，所以具有優(yōu)越的地形適應(yīng)能力，可以應(yīng)用到搶險(xiǎn)救災(zāi)、軍事運(yùn)輸、防恐等領(lǐng)域，例如美國(guó)boston研究所開(kāi)發(fā)的Bigdog機(jī)器人；同時(shí)鑒于其仿生的特點(diǎn)，四足機(jī)器人還可以應(yīng)用到娛樂(lè)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)如大型四足恐龍機(jī)器人、機(jī)器狗等，例如Sony公司開(kāi)發(fā)的機(jī)器狗等。人們對(duì)四足機(jī)器人的各種運(yùn)動(dòng)步態(tài)進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐[2~5],歸根結(jié)底，四足機(jī)器人的步態(tài)主要分為兩大類(lèi)：靜步態(tài)和動(dòng)步態(tài)，靜步態(tài)是指機(jī)器人在任何時(shí)刻至少有3條腿同處于支撐相的步態(tài)，所以其具有良好的穩(wěn)定性，但是由于占空比β很大，靜步態(tài)的步行速度難以提高。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)。但由于機(jī)器人數(shù)學(xué)描述的復(fù)雜性 ,使得在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析方面顯得較為困難,計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性分析提供了依據(jù)[6]。
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