跳跃机器人的研究现状与发展趋势.pdfVIP

第 11期 机械设计与制造 2011年 l1月 Machinery Design Manufacture 173 文章编号：1001—3997(2011)11-0173—02 跳跃机器人的研究现状与发展趋势木 郭小强 裴忠才 (北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院，北京 100191) Studystatusanddevelopingtrendofhoppingrobots GUO Xiao-qiang，PEIZhong-cai (SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China) 【摘 要】由于受到动物和人类的跳跃运动的敏捷性的启发，在过去的几十年间，越来越多的国内 外研究者开始研究跳跃运动并着手开发了各种各样的跳跃机器人。跳跃运动是一种高度非线性的并且 由交替的飞行和着地阶段组成的动态运动，这给跳跃机器人的控制提出了很大的挑战。综述了国内外 跳跃机器人的研究现状，对现有的跳跃机器人进行了分类，对跳跃机器人的驱动方式、动力学模型的建 立和控制方法等方面进行了详细分析，提出了目前跳跃机器人研究的关键技术，最后指出了跳跃机器 人的发展趋势。 关键词：跳跃机器人；驱动方式；动力学模型；控制方法 【Abstract】Inspiredbytheagilityofanimalandhumna locomotion，morenadmoreresearchershave been involved instudyinghoppingmotionanddevelopingvraiou~ hoppingrobotsoverthelastdecades． Hoppingmotionisahighlynonlineradynamicalbehvaiorconsistingofalternatingfightnadstnacephases， whichpresentschallengingcontrolproblems．Itsummraizesthecurrentresearchstatusdomesticnadoversea withrespecttohoppingrobots，sortstheexitingjumpingrobotandnaalysesthereserachapproachesin terms ofthedrivemodes，dynmaicsmodelanalysisandcontrolmethodsofhoppingrobots．Toconclude，the keytechnologyisstatedandthefuturedevelopmentofhoppingrobotsisdiscussedinit． Keywords：Hoppingrobot；Drivemodes；DynamicmOdel：COntrOlmethods 中图分类号：TH16，TP24 文献标识码：A 17％)，跳跃运动能充分利用这个优势，从而跳得更高更远。 麻省理工学院的腿实验室在跳跃机器人领域做出了开创性 2 6跃机器人的研究现状 的工作，Ribert教授是跳跃机器人研究领域的主要奠基人之一， 跳跃机器人所具有的显著特点及其在各种不同领域的广阔 他的团队研制出了单腿跳跃机器人3Dhoppe~”，如图1所示。该 应用前景，使其受到了国内外各个研究机构的高度关注 ，国内外 机器人主要由一条以压缩空气为动力的可变长度的腿、一个装载 学者在该领域做了很多工作并且已取得了一定的研究成果。本节 有传感器和交互设备的躯干和一个以液压为动力驱动的两自由 将概述 目前跳跃机器人的国内外的研究现状。 度的胯关节。北京某大学的一些科研人员对弹簧驱动的双臂单腿 以跳跃方式来