四足机器人柔性腿的步态运动图元分析.pdf

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1、机械设计与制造第2期232MachineryDesign&Manufacture2016年2月四足机器人柔性腿的步态运动图元分析蔡楷旋，蔡勇，杨益(西南科技大学制造科学与工程学院，四jiI绵阳621010)摘要：研究了具有柔性腿部的四足机器人机构运动作用原理，并对其行走与小跑两种步态模式进行了功能仿真分析。该机构主要通过模块化和前馈运动控制器来实现这两种步态模式。运用ADAMS虚拟样机技术仿真机器人在空中踏步和地面运动的腿运动学，能够得到占腿部运动数据95％左右的运动图元数量和形状。这表示在地面运动得到的运动模式

2、(4个图元)比在空中踏步(2—3个图元)前馈控制得到的运动模式要更加的复杂。这都是因为通过地面接触和机器的拖拽，地面运动模式的复杂性会增加。地面运动经过模拟得到的数据复杂性与水平面上有腿动物的运动数据报告是一致的。结果表明：具有较低复杂性的模块和前馈电机控制是能足够的满足被动顺从的腿硬件系统的地面运动。关键词：四足机器人；模块化；前馈运动；运动模式中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)02_0232—04AnalysisOfGaitMotionPrimitivesofAquad

3、rupedRobotwithaFlexibleLegCAIKai-xuan，CAIYong,YANGYi(SchoolofManufacturingScience＆Engineering，SouthwestUniversityofScience＆Technology，SichuanMianyang621010，China)Abstract：hstudiesthemotionmechanismofthequadrupedrobotwithflexibleleg．Thesimulationanalysisoftwok

4、indsg￡pattern，thewalkingandtrotting，havebeencarriedout．Themechanismrealizesthetwogaitpatternsmai,aybymodularizationandfeed-forwardcontroller．ADAMSvirtualprototypetechnologyCanbeusedtosimulaterobot’S，0o毛『intheairandit’Slegkinematicsontheground，fromwhichabout95

5、％sportspels’numbersandshapeinthelegmovementdataCanbeget．Thisshowsthatthemovementmodeofgroundmotion(4primitives)ismorecomplicatedthanthemovementmodeoffeed-forward(2-3primitives)controlling．Thecomplexityingroundmotionmodewouldincrease，becauseofthecontactthrough

6、thegroundandmechanicalhau1．Thedata’Scomplexityobservedingroundmotionisconsistentwithitinthereportaboutleggedanimalmovement．Theresultsshowedthatlowercomplexityofmoduleandfeedforwardmotorcontrolbeabletoensurethegroundmotionofpassivelegs’hardware．KeyWords：Aquadr

7、upedRobot；Modular；Feed-ForwardController；MovementPatterns1引言态。目前国内的研究状况来看，多足仿生步态机器人的研究也取得长足的进步，例如文献吗研制多足步行机器人，文献研研制八足目前，仿生足式机器人运动灵活且适应能力强，因此关于它仿生机器人，文il}lc【-q研制出液压驱动装置的四足机器人，都对于的研究备受人们的关注1，国外最具有代表性的是文献啵计制机器人的腿部进行了仿真，并对其小跑、跃障等功能进行了分析。造的BigDog，已经能实现在较为复杂的地域行走。而

8、在2002年，基于ADAMS虚拟样机技术对四足机器人进行了腿部各关节的文献同通过实验发现人类行走和空中踏步时有不同程度的引力，设计与功能仿真。通过改变机器人的步态控制参数，记录在空中但通过脚接触没有或限制了感官反馈。这表明外围的感官输入使踏步和地面运动的腿运动学。得腿运动的复杂性可以通过纯粹的机械组件的运动装置及其与地面的相互作用来表达。2013年文献f．对多足仿生步态机