突發(fā)失穩(wěn)狀態(tài)下四足機(jī)器人的平衡控制.pdf

1、四足機(jī)器人因其可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多變未知環(huán)境下穩(wěn)定行走并最有可能實(shí)用化的特點(diǎn)，一直是機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，但是現(xiàn)實(shí)中能夠很好的適應(yīng)外部復(fù)雜環(huán)境的四足機(jī)器人寥寥無幾，究其原因是機(jī)器人缺乏應(yīng)對(duì)外部環(huán)境中非結(jié)構(gòu)地形和外部沖擊的有效策略。本文以trot步態(tài)的四足機(jī)器人為研究對(duì)象，針對(duì)橫向沖擊導(dǎo)致四足機(jī)器人突發(fā)失穩(wěn)狀態(tài)下的平衡控制問題，提出了相應(yīng)的平衡恢復(fù)策略并通過運(yùn)動(dòng)仿真平臺(tái)予以驗(yàn)證。本文完成了如下研究工作：
　　首先，基于仿生學(xué)思想設(shè)計(jì)了具有3

2、自由度腿部結(jié)構(gòu)的四足機(jī)器人，在此基礎(chǔ)上建立了機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型并分別運(yùn)用D-H方法、Lagrange方程完成了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析，為后續(xù)研究工作的展開奠定基礎(chǔ)。
　　其次，借鑒四足哺乳動(dòng)物在運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)肢體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)了trot步態(tài)下四足機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，確定了機(jī)器人腿部髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的擺動(dòng)幅值；據(jù)穩(wěn)定裕度的概念對(duì)四足機(jī)器人靜態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析；建立了四足機(jī)器人以trot步態(tài)行走的SLIP模型，并通過能量守恒定律分別對(duì)機(jī)器人縱向