计算机仿真
計算機倣真
계산궤방진
COMPUTER SIMULATION
2014年
12期
339-345
,共7页
四足机器人%恒速慢步行走%运动规划%重心波动%变行走步长
四足機器人%恆速慢步行走%運動規劃%重心波動%變行走步長
사족궤기인%항속만보행주%운동규화%중심파동%변행주보장
Quadruped robot%Walking with invariable speed%Motion planning%Fluctuation of center of gravity%Adaptive walking step-size
在机器人稳定性控制优化问题的研究中,四足机器人行走过程中躯干重心位置的波动是运动不平稳的一个重要原因,也会带来机器人的低能效比和机械寿命缩短等问题.为了解决上述问题,研究了四足机器人行走过程中保持重心稳定的方法,提出重心无波动关节运动规划方法.从静止加速到指定速度的过程,速度的增加按S型曲线变化,保证重心的平稳加速;在恒速行走过程中,以躯干重心位置变化的加速度为零、足端在起脚和落脚位置的冲击为零作为约束条件,计算出四足机器人各关节的运动函数,保证了行走过程的重心平稳.机器人行走的步长在行走过程中动态计算,计算依据是保证整个行走过程中重心在水平面的投影始终在机器人支撑脚所在多边形范围之内,可进一步减小重心在垂向的波动.对所提方法进行了计算机仿真,运动规划及关节驱动函数在Matlab中实时解算,运动过程的程序控制采用Matlab的状态机技术,四足机器人行走的动力学过程用Adams实时计算.仿真过程中四足机器人行走平稳,实际重心曲线在横向和垂向的偏移波动极小,表明提方法对于重心的控制是有效的,为机器人稳定行走设计提供了依据.
在機器人穩定性控製優化問題的研究中,四足機器人行走過程中軀榦重心位置的波動是運動不平穩的一箇重要原因,也會帶來機器人的低能效比和機械壽命縮短等問題.為瞭解決上述問題,研究瞭四足機器人行走過程中保持重心穩定的方法,提齣重心無波動關節運動規劃方法.從靜止加速到指定速度的過程,速度的增加按S型麯線變化,保證重心的平穩加速;在恆速行走過程中,以軀榦重心位置變化的加速度為零、足耑在起腳和落腳位置的遲擊為零作為約束條件,計算齣四足機器人各關節的運動函數,保證瞭行走過程的重心平穩.機器人行走的步長在行走過程中動態計算,計算依據是保證整箇行走過程中重心在水平麵的投影始終在機器人支撐腳所在多邊形範圍之內,可進一步減小重心在垂嚮的波動.對所提方法進行瞭計算機倣真,運動規劃及關節驅動函數在Matlab中實時解算,運動過程的程序控製採用Matlab的狀態機技術,四足機器人行走的動力學過程用Adams實時計算.倣真過程中四足機器人行走平穩,實際重心麯線在橫嚮和垂嚮的偏移波動極小,錶明提方法對于重心的控製是有效的,為機器人穩定行走設計提供瞭依據.
재궤기인은정성공제우화문제적연구중,사족궤기인행주과정중구간중심위치적파동시운동불평은적일개중요원인,야회대래궤기인적저능효비화궤계수명축단등문제.위료해결상술문제,연구료사족궤기인행주과정중보지중심은정적방법,제출중심무파동관절운동규화방법.종정지가속도지정속도적과정,속도적증가안S형곡선변화,보증중심적평은가속;재항속행주과정중,이구간중심위치변화적가속도위령、족단재기각화락각위치적충격위령작위약속조건,계산출사족궤기인각관절적운동함수,보증료행주과정적중심평은.궤기인행주적보장재행주과정중동태계산,계산의거시보증정개행주과정중중심재수평면적투영시종재궤기인지탱각소재다변형범위지내,가진일보감소중심재수향적파동.대소제방법진행료계산궤방진,운동규화급관절구동함수재Matlab중실시해산,운동과정적정서공제채용Matlab적상태궤기술,사족궤기인행주적동역학과정용Adams실시계산.방진과정중사족궤기인행주평은,실제중심곡선재횡향화수향적편이파동겁소,표명제방법대우중심적공제시유효적,위궤기인은정행주설계제공료의거.
