四足_八足步行仿生机器人基本步态及时序研究.pdf

, EquipmentManufactringTechnologyNO.82007 四足、八足步行仿生机器人基本步态及时序研究 宋秀敏,刘小成 (华东理工大学机械与动力工程学院,上海 ) 200237 摘要:从步态和步态时序两方面对四足和八足仿生机器人能够采用的基本步态进行了研究,根据步行足的有荷系数分别对四足和八足 步态进行了分类,并比较不同步态下的速度及稳定性,为步行机器人的合理驱动和控制提供了理论依据。 关键词:步态;时序;有荷系数 中图分类号: 文献标识码: 文章编号: TP242 A 1672-545X(2007)08-0006-03 近年来,为实现生产过程自动化,已有不少操作机器人广 步距 ( ),指一个完整的腿循环中机体重心 λStridelength 泛应用于工厂的各个生产过程,尤其是那些人力所限和人所不 移动的位置; 及的外部环境或危险场所,将是机器人进一步发展的应用领 腿行程 ,指支撑相时足端相对于机体移动的距 (Legstroke) 域。移动机器人中轮式或履带式移动方式已获得广泛的应用, 离; 但是足式移动方式具有轮式和履带式移动方式所没有的优点, 腿节距 ,指横向运动步行机机体同一端上相邻 (Legpitch) 足式移动方式的机器人可以相对较易地跨过比较大的障碍(如 腿运动主平面之间的距离; 沟、坎等),并且机器人的足所具有的大量的自由度可以使机器 行程节距 ,指纵向运动步行机机体同一端上 (Strokepitch) 人的运动更加灵活,对凹凸不平的地形的适应能力更强。足式 相邻腿行程中点的间距; 移动机器人的立足点是离散的,跟地面的接触面积较小,可以 行程间距,指横向运动步行机前后足对行程中点的间距。 在可达到的地面上选择最优支撑点,即使在表面极度不规则的 情况下,通过严格选择足的支撑点,也能够行走自如,因此,足 2四足动物步态 式步行机器人的研究已成为机器人学中一个引人注目的研究 领域。步态是步行机器人的一种迈步方式,是步行机器人各腿 不同的四足动物由于身体条件的限制和神经控制能力的 之间协调运行的规律 即各条腿的抬腿和放腿的顺序,它是研 , 差异,其步态呈现不同的形式,即使是同一种动物在不同的运 究步行机构的一个很重要的参数 是确保步行机构稳定运行的 , 动状态下,步态差异也是相当大的。如果四条步行足具有相同 非常重要的因素。 的负荷系数 ,那么该步态就称为规则步态。由于具有分析简 β 单和容易实现等优点,因此规则对称步态仍然是目前该领域的 1关于步态的参数描述 研究重点。行走步态、对角小跑步态以及同侧快跑步态是常用