六足機器人非結(jié)構(gòu)化地形下步態(tài)生成與腿部控制研究.pdf

1、六足機器人腿部結(jié)構(gòu)的冗余、時變拓撲的特點以及落足點選擇的離散性使其具備較強的非結(jié)構(gòu)化地形適應能力。落足點選擇作為六足機器人移動過程中的重要環(huán)節(jié)，其合理性與六足機器人運動穩(wěn)定性、移動速度、越障能力等息息相關(guān)。因此，研究六足機器人非結(jié)構(gòu)化地形下步態(tài)生成具有十分重要的理論意義和實用價值。
　　本文首先介紹了六足機器人本體結(jié)構(gòu)，并基于機器人學相關(guān)理論從機器人串聯(lián)角度分析了六足機器人擺動腿運動學和足端工作空間；從機器人并聯(lián)角度分析了六足機器

2、人軀干運動學和軀干工作空間。將ADAMS仿真結(jié)果與MATLAB計算結(jié)果進行對比驗證了串并聯(lián)運動學分析的正確性。然后對六足機器人初始狀態(tài)進行優(yōu)化以使其運動靈活度最大，提出用多目標粒子群算法對該優(yōu)化問題進行求解。
　　基于三足步態(tài)，結(jié)合已知地形信息對六足機器人進行步跡點規(guī)劃，即步態(tài)生成。提出采用小范圍快速規(guī)劃策略進行落足點選取以滿足快速性和有效性要求；分析落足點選取所需考慮的地形約束、機器人自身運動約束和穩(wěn)定性約束并將其表達成一系列懲

3、罰函數(shù)，綜合考慮懲罰函數(shù)并用它來評價落足點的“好壞”，這樣本文的步跡點規(guī)劃就轉(zhuǎn)化成一個優(yōu)化問題，提出采用蟻群算法對該優(yōu)化問題進行求解從而規(guī)劃出機器人四步步行所需的落足點。最后通過MATLAB仿真計算驗證了該步跡點規(guī)劃的有效性。
　　充分考慮機器人運動能力和地形約束，對六足機器人全身運動進行規(guī)劃。為了滿足六足機器人步行時的柔順性要求，提出采用基于位置的阻抗控制策略并分析了該控制策略的力位跟蹤性能從而提出更有效的自適應阻抗控制，最后通