四足机器人对角小跑步态全方位移动控制方法及其实现.PDF

第37 卷第1 期 机器人 ROBOT Vol.37, No.1 2015 年1 月 Jan., 2015 DOI ：10.13973/j.cnki.robot.2015.0074 四足机器人对角小跑步态全方位移动控制方法及其实现 孟 健，李贻斌，李 彬 （山东大学控制科学与工程学院，山东济南 250061 ） 摘 要：为实现四足机器人在平面和斜坡上的全方位移动，提出了基于对角小跑步态的运动控制方法．基于 所推导的四足机器人运动学方程和仿生步态规划方法，将机器人在平面内的运动解耦为前向运动、侧向运动和自 转运动3 部分以降低运动控制的复杂度．首先利用各部分振荡幅度来实现机器人在3 个方向上的运动速度控制， 然后利用将各部分运动合成实现四足机器人在水平面内的全方位移动控制；基于平面的全方位移动控制方法，对 足端位置进行映射，实现了机器人在斜坡上的对角小跑步态全方位运动控制．最后，分别在平面和斜坡上进行了 仿真和实际物理样机实验．步程计数据、仿真数据与物理样机实验结果之间的差别在可接受范围之内，证实了该 方法有效地实现了机器人的速度控制和运动解耦，验证了所提出方法的正确性和有效性． 关键词：四足机器人；对角小跑步态；全方位移动；斜坡；步程计 中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：1002-0446(2015)-01-0074-11 Control Method and Its Implementation of Quadruped Robot in Omni-directional Trotting Gait MENG Jian ，LI Yibin ，LI Bin (School of Control Science and Engineering, Shandong University, Ji’nan 250061, China) Abstract: For a quadruped robot to implement omni-directional moving on horizontal planes and slopes, a control method based on trotting gait is proposed. Based on the kinematic equation and bionic gait planning method derived, the motion in plane is decoupled into three parts to reduce the complexity of motion control: forward motion, lateral motion and rotary motion. Firstly, the motion speeds of the three directions are controlled by modifying the amplitude of the oscillation of these parts. Then the omni-directional moving control is implemented in horizontal plane by overlaying the three parts of motion. After that, the omni-directional control for the robot trotting on slopes is implemented by mapping the positions of