仿壁虎机器人地壁过渡的步态规划.pdf

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1、2013年5月机床与液压M2013第4l卷第9期MACHINETO0L＆HYDRAULICSVo1．41No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．09．011仿壁虎机器人地壁过渡的步态规划曹飞祥，孙树栋，段军，郜庆市(西北工业大学机电学院，陕西西安710072)摘要：设计并研究了一种具有柔性多杆机构腰部和尾巴的仿壁虎机器人结构，通过对该机器人地壁过渡阶段研究，规划了一种仿壁虎机器人地壁过渡步态；并利用ADAMS对仿壁虎机器人进行了地壁过渡步态规划仿真；仿真结果表明：所设计的仿壁虎机器人结构是合理的，且地壁过渡步态规划

2、方法是可行的。关键词：仿壁虎机器人；步态规划；地壁过渡中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)9—039—4GaitPlanningofGecko．1ikeRobotTransitionfromGroundtoWallCAOFeixiang，SUNShudong，DUANJun，GAOQingshi(SchoolofMechatronics。NorthwestemPolytechnicalUniversity。Xi’anShaanxi710072。China)Abstract：Thestructureofgecko

3、-·likerobotprovidedwithflexiblemulti-·linkmechanismwaistandtailwasdesignedandre—-searched．Throughresearchingofthephaseoftransitionfromgroundtowallofthegecko—likerobot，itsgaitofgroundtowalltransitionwasplanned．Moreover，thegaitplanningonthegeckorobotwassimulatedbyusingADAMS．Thesi

4、mulationresultsshowthatthestructureofdesignedrobotisreasonable，andthemethodofgaitplanningisfeasible．Keywords：Gecko·likeRobot；Gaitplanning；Groundtowalltransition仿壁虎机器人作为一种能代替人进行危险和艰苦文中从腰部机构方面来讨论如何使机器人在具有工作的机电一体化装置，广泛应用于反恐侦查、高空高度灵活性的同时具有较好的承载能力，同时可以达清洗、核工业、石化企业、建筑行业和造船业等⋯。到相对精确的位

5、姿。仿照生物壁虎设计了基于多连杆斯坦福大学MarkCutkosky教授及其研究小组研制成腰部和尾巴的仿壁虎机器人结构，分析了其运动学，StickyBot类壁虎机器人；卡耐基梅隆大学纳米机器规划出合理的地面向壁面过渡的步态，最后利用仿真人实验室研制的仿壁虎爬壁机器人Waalbot用两个足软件ADAMS进行步态仿真，验证了设计的合理性。式轮子实现了爬行、转弯等运动，还可以实现墙面过1仿壁虎机器人结构设计渡；卡耐基梅隆大学的MetinSitti和OzgurUnver最1．1仿壁虎机器人行走机构设计新设计的“坦克虫”机器人，其移动主要依赖于黏设计了一种仿壁虎

6、机器人，其三维结构如图1所性的弹力橡胶，使其适应于木料、金属、玻璃和砖块示等多种表面。北京航空航天大学、南京航空航天大学、中科院和西北工业大学等都在仿壁虎机器人方面做了大量的研究。多足步行机器人常用的步态规划方法有：MCGHEE根据静态稳定裕度分析提出的直线螃蟹步态生成方法，HIROSE等提出的利用对角线原理的步态搜索方法，SONG等提出的曲线路径步态生成方法以及基于静态平衡的步态生成方法。针对步行机器人相交平面的步态规划，郑浩峻等提出了一种步行机在任意夹角相交面上的运动规划，孟但等人设计出了一种地壁过渡仿壁虎机器人，但是需要调整机器人姿势横向过渡、

7、运动调整空间过大、时间过长和控制系统复杂。图1仿壁虎机器人三维结构图收稿Ft期：2012—04—17基金项目：西北工业大学创业种子基金资助项目(z2012045)；西北工业大学创新基金资助项目(2012006)作者简介：曹飞祥(1986一)，男，硕士，研究领域为仿生机器人、CAE技术。E—mail：caofx0418@163．c0m。·40·机床与液压第4l卷机器人采用有机玻璃材料，四足对称分布，使原理，这种状态下机器人的姿态可以根据M输入角结构简单；每条腿采用并联结构，这样可以提高机器度精准确定，且各关节之间的空间上相对独立，其运人的刚度和可靠性；

8、机器人共有1O个驱动关节，动之间不会发生干涉，有效地避免了机器人卡死、脚实现抬腿动作，，驱动并联四杆机构实现