一種準(zhǔn)被動步行機器人的步行控制研究.pdf

1、被動步行機器人是一種僅依靠自身機械結(jié)構(gòu)并利用重力勢能沿斜坡步行的機器人。在保持被動步行特征的條件下，引入簡單的驅(qū)動裝置提高步行性能的機器人，即為準(zhǔn)被動步行機器人。與主動步行機器人相比，被動步行機器人的能量利用率高并且部分被動步行機器人的步態(tài)更加自然。但是，因為其橫向擺動周期和擺動腿的擺動周期難于同步，所以被動步行機器人對環(huán)境的適應(yīng)性和步行穩(wěn)定性較差。針對這一問題，本文改進了一種在線控制方法。該方法通過受迫Van der Pol 方程和P

2、I控制器計算倒立擺的目標(biāo)軌道，利用倒立擺控制準(zhǔn)被動步行機器人的橫向擺動，使其與擺動腿的運動同步。
　　 首先，本文改進了倒立擺目標(biāo)軌道的幅度控制，從而提高了這種準(zhǔn)被動行走機器人的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和控制的精度。并且通過調(diào)整足部重心位置，實現(xiàn)了這種準(zhǔn)被動步行機器人登坡。
　　 其次，針對本文所研究的機器人，提出了一種步幅和步行速度的測量和控制方法。該方法利用機器人的髖關(guān)節(jié)角度傳感器間接計算步幅和速度，并利用倒立擺實時控制步幅和