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《四足機器人軀干重心穩(wěn)定的變步長行走研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第31卷第12期計算機仿真2014年12月文章編號：1006—9348(2014)12—0339—07四足機器人軀干重心穩(wěn)定的變步長行走研究王恒升卜2，鄒鐵庚1(1．中南大學(xué)機電工程學(xué)院，湖南長沙410083；2．高性能復(fù)雜制造國家重點實驗室，湖南長沙410083)摘要：在機器人穩(wěn)定性控制優(yōu)化問題的研究中，四足機器人行走過程中軀干重心位置的波動是運動不平穩(wěn)的一個重要原因，也會帶來機器人的低能效比和機械壽命縮短等問題。為了解決上述問題，研究了四足機器人行走過程中保持重心穩(wěn)定的方法，提出重心無波動關(guān)節(jié)運動規(guī)劃方法。從靜止加速到指定速度的過程，速度的增加按s型曲線變化，保證重心的平穩(wěn)加速；
2、在恒速行走過程中，以軀干重心位置變化的加速度為零、足端在起腳和落腳位置的沖擊為零作為約束條件，計算出四足機器人各關(guān)節(jié)的運動函數(shù)，保證了行走過程的重心平穩(wěn)。機器人行走的步長在行走過程中動態(tài)計算，計算依據(jù)是保證整個行走過程中重心在水平面的投影始終在機器人支撐腳所在多邊形范圍之內(nèi)，可進一步減小重心在垂向的波動。對所提方法進行了計算機仿真，運動規(guī)劃及關(guān)節(jié)驅(qū)動函數(shù)在Matlab中實時解算，運動過程的程序控制采用Matlab的狀態(tài)機技術(shù)，四足機器人行走的動力學(xué)過程用Adams實時計算。仿真過程中四足機器人行走平穩(wěn)，實際重心曲線在橫向和垂向的偏穆波動極小，表明提方法對于重心的控制是有效的，為機器人
3、穩(wěn)定行走設(shè)計提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞：四足機器人；恒速慢步行走；運動規(guī)劃；重心波動；變行走步長中圖分類號：TP242文獻標識碼：BStudyonQuadrupedRobotWalkingWithAdaptiveStep—-SizeandStableCenterofGravityWANGHeng—sheng，ZOUTie—geng(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，ChangshaHunan410083，China；2．StateKeyLaboratoryforHighPerformanc
4、eComplexManufacturing，ChangshaHunan410083，China)ABSTRACT：Fluctuationofcenterofgravityisamainreasonfortheinstabilityinwalkingofquadrupedrobots，whichalsocausesotherproblemssuchaslowerefficiencyofenergyusingandquickerfailureofmechanicalpar：s．Amethodtostabilizethewalkingofaquadrupedrobotwaspresente
5、dinthispaper，whichfocusesonthemotionplan—ningwithfluctuation—freeofthecenterofgravity．Intheprocessfromstaticstatetothestatewithgivenspeedofmo—tion，thetorsospeedofthequadrupedrobotincreasedwithanS—shapedcurvetomakethisprocesssteady．Inthewalkingprocesswithconstantspeed，theconstraintsonthemotionpl
6、anningofjointsoftherobotwerethedemandsforzeroaccelerationofthepositionofthecenterofgravityandzeroimpactduringthemomentsofpullingfootfromandplacingfootontheground，whichpromisedthesteadymotion．Thesizesofthewalkingstepsoftherobotwered)nam—icallydeterminedtokeepthecenterofgravitywithintheareaofthec
7、onvexpolygonbythesupportingfeet，whichfur—therdecreasedthepossiblefluctuationofcenterofgravityintheverticaldirection．Simulationsaregiven，inwhichmotionplanningandjointdrivingfunctionswerecompletedinMatlab，programcontrolforthemotionp
