基于多虚拟元件的直腿四足机器人Trot步态控制

作     者：李满天 蒋振宇 王鹏飞 孙立宁 LI Man-tian;JIANG Zhen-yu;WANG Peng-fei;SUN Li-ning

作者机构：哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080 

出 版 物：《吉林大学学报（工学版）》 (Journal of Jilin University:Engineering and Technology Edition)

年 卷 期：2015年第45卷第5期

页      面：1502-1511页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：'863'国家高技术研究发展计划项目(2011AA040701) 国家自然科学基金项目(61375097 61175107) 

主　　题：自动控制技术 四足机器人 运动控制 对角小跑步态 

摘      要：为了提高四足机器人在未知复杂地形下的快速平稳通过能力,基于直腿四足机器人模型对机器人着地相控制方法进行了研究。首先,针对在复杂路面下的运动工况,建立了直腿四足机器人的运动学和动力学模型。其次,基于弹簧负载倒立摆动力学特性,在机身多个自由度上引入弹性阻尼等虚拟元件,在着地相过程中实现了对包括前进等在内的多个机身运动自由度的控制。最后,在虚拟样机仿真中实现了机器人在平坦路面和复杂路面下的运动,验证了控制方法的正确性和有效性。通过对仿真结果的分析,总结出两种控制策略在运动平稳性、能耗水平和耦合运动等方面的优劣,为提高机器人在不同运行工况下的综合运动性能奠定了基础。