突發(fā)失穩(wěn)狀態(tài)下四足機器人的平衡控制.pdf

1、四足機器人因其可實現(xiàn)復(fù)雜多變未知環(huán)境下穩(wěn)定行走并最有可能實用化的特點，一直是機器人研究領(lǐng)域的熱點，但是現(xiàn)實中能夠很好的適應(yīng)外部復(fù)雜環(huán)境的四足機器人寥寥無幾，究其原因是機器人缺乏應(yīng)對外部環(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)的四足機器人為研究對象，針對橫向沖擊導(dǎo)致四足機器人突發(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)策略并通過運動仿真平臺予以驗證。本文完成了如下研究工作：
　　首先，基于仿生學(xué)思想設(shè)計了具有3

2、自由度腿部結(jié)構(gòu)的四足機器人，在此基礎(chǔ)上建立了機器人的數(shù)學(xué)模型并分別運用D-H方法、Lagrange方程完成了機器人的運動學(xué)與動力學(xué)分析，為后續(xù)研究工作的展開奠定基礎(chǔ)。
　　其次，借鑒四足哺乳動物在運動周期內(nèi)肢體運動規(guī)律，設(shè)計了trot步態(tài)下四足機器人的運動，確定了機器人腿部髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的擺動幅值；據(jù)穩(wěn)定裕度的概念對四足機器人靜態(tài)穩(wěn)定性進行了分析；建立了四足機器人以trot步態(tài)行走的SLIP模型，并通過能量守恒定律分別對機器人縱向