考虑接触滑移的被动行走器行走步态研究.pdfVIP

学兔兔 第47卷第 13期 机 械 工 程 学 报 v0l|47 NO．13 2011年 7 月 J0URNAL0FMECHANICALENGINEERING Ju1． 2011 DoI：1O．3901／JME．2011．13．016 考虑接触滑移的被动行走器行走步态研究水 张 瑾 王天舒 (清华大学航天航空学院 北京 100084) 摘要：基于被动行走原理的被动行走器不同于主动控制行走器，它仅靠重力就能在下坡路面上呈现稳定的周期步态，其最大 特点在于它的低能耗和 自然步态。由于理论计算和试验的局限性，为了更直观地观察被动行走的行走步态，以及深入研究行走 的足地接触过程，利用ADAMS建立带有圆弧足的直腿被动行走器三维模型。通过对被动行走器模型参数、接触参数以及初 始条件的调整得到周期性稳定行走，并对周期性稳定行走给出极限环描述。同时，利用 IMPACT接触模型得到了足地接触过 程中的接触力、接触轨迹等信息，进～步对行走过程进行描述。当改变足地接触刚度与接触阻尼时，被动行走器出现了跳跃 和周期性跳跃的现象；改变足地之间摩擦因数时，出现了滑动现象。通过对以上现象的研究，定性地分析足地接触参数对行 走步态的影响。 关键词：被动行走器 接触 跳跃 滑动 步态 中图分类号：0313 TP391 ResearchonProcessofthePassiveW alkingwithBouncingandSlipping ZHANGJin WANGTianshu (SchoolofAerospace，TsinghuaUniversity，Beijing100084) Abstract：Thepassivedynamicwa~erisdifferentfrom theactivecontrolledrobot，whichwalksdownaslopeonlywithgravityand formsthesteadyperiodicgait．Thepassivewalkingfeatureslowenergyconsumptionandnaturalgait．Becauseofthelimitationofthe theoreticalcalculationnad experiment，a3-D modelofpassivedynamicwalkerwith srtaightlegsand arcfeetisbuiltbyusing AD AMSinordertoobservethepassivewalkinggaitandresearchcontactprocesswhilewalking．Byadjustinghtepraametersofhte model，contactparametersnadinitialcondition，hteperiodicsteadywalkingisachieved，whichisdescribedwiht limitedcycles．W ith theIMPACT conatctmodelin ADAMS，hteinformation ofreactionforceandconatcttrackraegotten．By changingthecontact stiffnessanddma pingcoefficient，htephenomenonofbouncingandaperiodicboun cinggaitisobserved．Bychangingthefriction coefficient，htephenomenonofslippingisobserved．Thentheeffectofconatctparma etersonthepassivewalkinggaitisna a