基于沖擊阻抗能量裕度算法的六足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)控制方法.pdf

1、六足機(jī)器人在崎嶇地形上運(yùn)動(dòng)時(shí)，不僅需要確保機(jī)器人實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，同時(shí)在突發(fā)情況下發(fā)生失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施以恢復(fù)其穩(wěn)定，避免對(duì)機(jī)體造成損壞。本文針對(duì)六足機(jī)器人在崎嶇地形下運(yùn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性判定和失穩(wěn)恢復(fù)策略問(wèn)題進(jìn)行深入研究與分析，建立相應(yīng)的穩(wěn)定性判定方法，并提出失穩(wěn)調(diào)整策略。
　　首先，分析了六足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，并在建立的六足機(jī)器D-H數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對(duì)腿部進(jìn)行正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，以及利用雅克比矩陣對(duì)六足機(jī)器人末端速度以及關(guān)節(jié)

2、角速度進(jìn)行求解，同時(shí)對(duì)六足機(jī)器人進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，其中包括:系統(tǒng)動(dòng)能、系統(tǒng)勢(shì)能以及關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力矩。
　　接著，在六足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)典型的六足機(jī)器人穩(wěn)定性判定方法進(jìn)行對(duì)比分析，并根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)采用規(guī)范化能量穩(wěn)定裕度作為六足機(jī)器人的靜態(tài)穩(wěn)定性判定依據(jù)。分析了實(shí)時(shí)重心、重心高度、足行程、斜面坡度對(duì)六足機(jī)器人靜態(tài)穩(wěn)定性的影響程度，為六足機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　然后，在六足機(jī)器人靜態(tài)穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上

3、，針對(duì)六足機(jī)器人在崎嶇路面行走時(shí)，易受到外力干撓而發(fā)生傾覆失穩(wěn)的問(wèn)題，提出一種考慮外力、重心位置、支撐面傾角、運(yùn)動(dòng)特性以及機(jī)器人阻抗特性的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析方法，并建立了基于沖擊阻抗能量穩(wěn)定裕度的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)數(shù)學(xué)模型。分析了各種干擾因素對(duì)六足機(jī)器人動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的影響。
　　最后，針對(duì)邊線傾翻失穩(wěn)情形，建立了調(diào)整腿可達(dá)空間的解析解，并以力臂最大化原則選擇合適的落腳點(diǎn)。采用多項(xiàng)式曲線插值的方式，在可用調(diào)整時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)調(diào)整過(guò)程進(jìn)行了柔順處