四足機(jī)器人動態(tài)穩(wěn)定行走及其控制方法的研究.pdf

1、現(xiàn)階段，在四足機(jī)器人的研究過程中，為了提高機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)性，一般采用具有較大穩(wěn)定裕度的靜步態(tài)作為基本步態(tài)，利用位置規(guī)劃的方式進(jìn)行機(jī)器人穩(wěn)定運動的控制。相應(yīng)的方法限制了機(jī)器人的運動速度，降低了機(jī)器人的實際應(yīng)用價值。因此，為了提高機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的高動態(tài)特性，基于動步態(tài)的穩(wěn)定運動控制方法，是當(dāng)前四足機(jī)器人研究的熱點，也是一個亟需解決的難點問題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴機(jī)器人要運動，就必須對它的位置，速度，加速度進(jìn)行控制，給出了

2、利用正運動學(xué)和微分變換法進(jìn)行機(jī)器人雅可比矩陣建立的兩種方法。兩種方法由于利用不同的關(guān)節(jié)變換矩陣進(jìn)行計算，最終得到不同的雅可比矩陣。通過比較分析了兩種方法的區(qū)別與聯(lián)系。⑵以四足機(jī)器人為例，詳細(xì)介紹了機(jī)器人仿真平臺Webots的建模過程。首先，分析了四足機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)；然后，在對機(jī)械結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，建立了四足機(jī)器人的模型；最后，根據(jù)需求編譯程序完成四足機(jī)器人的運動控制。⑶提出了利用機(jī)器人機(jī)體幾何關(guān)系控制轉(zhuǎn)彎運動的方法。本文首先分析了基于

3、對角小跑步態(tài)四足機(jī)器人的特點，為實現(xiàn)四足機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎運動提供了理論基礎(chǔ)；然后，通過進(jìn)行機(jī)器人機(jī)體的幾何關(guān)系的位置變換和運動狀態(tài)的分析，得到了兩種實現(xiàn)四足機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎步態(tài)運動的方法；最后，利用Webots仿真軟件，對這兩種轉(zhuǎn)彎步態(tài)進(jìn)行對比分析，驗證了方法的正確性和有效性。⑷進(jìn)一步研究了四足機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎步態(tài)，首先為了簡化計算過程和復(fù)雜的控制程度，分別提出了基于重心變換矩陣的控制方法和基于解耦控制思想的方法；然后，比較了基于幾何關(guān)系的控制方法