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题名四足机器人结构柔顺化设计与性能评价
被引量：2
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作者
李冬冬
张秀丽
周坤玲
龚加庆
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机构
北京交通大学机械与电子控制工程学院
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出处
《人工智能与机器人研究》
2013年第1期1-9,共9页
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基金
国家自然科学基金“基于生物感知–运动融合机理的机器人自适应运动控制研究”No.50905012
国家863主题项目“高性能四足仿生机器人原型系统研究”No.2011AA040801
中央高校基本科研业务费专项资助项目No.2012JBM088。
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文摘
针对刚性四足机器人动态行走时的躯体姿态不平稳和地面冲击力大等问题,通过借鉴哺乳类四足动物的躯体结构,提出了一种以局部被动自由度为特征的四足机器人柔顺化结构,即,在刚性四足机器人腿部末端添加由压簧约束的直线移动副构成弹性腿部,在腰部添加由扭簧约束的横滚、偏转两个方向的转动副,形成柔性腰部。采用中枢模式发生器(CPG)方法建立了四足机器人的轨迹控制模型,结合力学分析和样机试验确定柔顺结构各个弹性自由度的刚度系数。物理样机运动实验表明,柔顺结构能够有效的降低四足机器人行走时的地面冲击力,减小躯干姿态变化程度,从而提高机器人行走的平稳性。
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关键词
四足机器人
柔顺结构
动态运动
中枢模式发生器
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Keywords
Quadruped Robot
Compliant Structure
Dynamic Walking
Central Pattern Generator
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分类号
TP2
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名四足机器人的爬-站运动模式转换研究
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作者
周坤玲
张秀丽
龚加庆
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机构
北京交通大学机械与电子控制工程学院
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出处
《机电工程》
CAS
2013年第1期15-20,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(50905012)
国家高技术研究发展计划("863"计划)主题资助项目(2011AA040801)
中央高校基本科研业务费专项资助项目(2012JBM088)
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文摘
为了提高四足仿生机器人的运动协调性和环境适应性,提出了一种基于仿生原理和零力矩点(ZMP)稳定判据的控制方法,实现了四足机器人的爬-站运动模式转换运动。首先,根据正常人由爬姿到站姿的躯干和四肢运动过程,规划了四足机器人"Babybot"爬-站运动模式转换的过程;然后,基于静平衡原则,利用多变量目标函数寻优的方法,确定了机器人爬-站运动模式转换过程中的关键姿态;最后,基于ZMP稳定判据,通过线性插值实现了机器人关键位姿之间的平稳过渡,并对其爬-站运动模式转换进行了动力学仿真,结果显示"Babybot"机器人用时9.5 s完成了从四足爬行到双足站立状态的平稳转换。研究结果表明,提出的基于仿生原理和ZMP稳定判据的轨迹规划方法在实现四足仿生机器人爬-站运动模式转换方面具有一定的有效性,也为四足仿生机器人实现高性能运动提供了一定的参考依据。
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关键词
四足机器人
爬-站运动模式转换
轨迹规划
平衡控制
零力矩点
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Keywords
quadruped robot
quadruped to bipedal locomotion transition
trajectory planning
balance control
zero moment point（ZMP）
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH112
[自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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