双足机器人设计及步态规划研究.pdfVIP

学兔兔 务l 匐 似 双足机器人设计 及步态规划研究 Research on design and gait planning of biped robot 王新亭。，张峻霞‘，尹立苹 W ANG Xin．ting。．ZHANG Jun．xia。，YlN Li-ping (1．天津科技大学 机械工程学院，天津 300222；2．天津科技大学 实验室管理处，天津 300222) 摘 要 ：针对双足机器人数学描述复杂、分析较为困难等问题 ，本文提出一种4自由度双足机器人结 构，具有驱动关节少且足底始终与地面保持平行等特点。对此双足机器人的前向运动进行了步 态规划，其特点是在单腿支撑阶段，机器人躯干的重心始终保持在支撑腿足部中心范围内，仅 在双腿支撑阶段，机器人躯干重心向前移动，提高了机器人运动过程中的稳定性。根据机器人 运动轨迹的边界点，采用三次多项式拟合得到机器人关节的平滑运动轨迹 ，有效减小运动过程 中动态特性的影响，为机器人各关节在运动周期内的角度规划和样机的研制提供理论依据。 关键词：双足机器人；步态规划；轨迹拟合 中图分类号 ：TP242．6 文献标识码 ：A 文章编号3)o2(上)-0050-04 ：134(201 009-01 Doi：10．3969／J．issn．1 009-0134．201 3．O2(E)．1 4 0 引言 通 过 侧 向 关 节 的运 动 来 移 动 机 构 的 重 心 ，双 腿 前 双 足 机 器 人 采 用 单 、双 足 交 替 支 撑 的 运 动 方 向关节的协调运动使机器人 向前行走 。本文提 出 式 ，拥 有 较 好 的 灵 活 性 及地 面 环 境 适 应 能 力 ，具 的 双 足 机 器 人采 用 了一 种 新 的 结 构 形 式 ， 结构 简 图如图1所示 。其每条腿 中仅包含两个驱动 电机， 备 轮 式 和 履 带 式 机 器 人 无 法 比拟 的优 点 ，是 最 具 代表性的先进智能机 器人 ，其技术是 当今机器人 减 小 了 能耗 和 控 制 的 复 杂 程 度 ，大 腿 的运 动 角 度 研 究领域 中的一 个重要 分 支u 。 和 小腿 的运 动 角度 相 互 解 耦 。在 此机 构 中 ，各 关 步 态 规 划 是 双 足 机 器 人 研 究 的 关 键 技 术 之 节通 过 同 步皮 带 和 带 轮 构 成平 行 四边 形 行 结 构 形 一 式 ，能 够 保 证 腿 部 处 于 任 何 姿势 时