四足机器人腿型配置的仿真分析与性能评价.pdf

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1、试验与谭价技计Co算mp机ute测r量M与eas控ure制m．en2t01&4．C2o2n(tr4o)l·1163·文章编号：1671—4598(2014)04—1163—03中图分类号：TP242文献标识码：A四足机器人腿型配置的仿真分析与性能评价韩宝玲，李欢飞，罗庆生，李．华师，王磊。(1．北京理工大学机械与车辆学院，北京100081；2．北京理工大学机电学院，北京100081)摘要：对于四足机器人，腿型和关节姿态的布置形式极为重要，决定着机器人的运动学和动力学性能；四足机器人的腿型配置形式多样，为了在有效行走的前提下分析不同腿型配置的四足机器人的性能优劣和效率高低。

2、采用基于CPG的仿生步态算法进行运动控制，通过Matlab／Simulink与Adams联合仿真，从速度、能耗和地形适应性三方面对不同腿型配置的四足机器人进行仿真分析和性能评价；通过对比仿真结果得知，前肘后膝型机器人前进速度更快，运动更平稳，横向偏移更小，能耗更低，具有更好的地形适应性，运动性能更优越，为物理样机调试与优化提供了理论依据。关键词：腿型配置；联合仿真；速度；能耗；地形适应性SimulationAnalysisandPerformanceEvaluationofQuadrupedRobotswithDifferentLegCOnfigurati0nHanBao

3、ling，LiHuanfei，LuoQingsheng，LiHuashi，WangLei(1．SchoolofMechanicalEngineering，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China；2．SchoolofMechatronicalEngineering，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：Forquadrupedrobot，legandjointconfigurationsareextremelyimportanttoitsk

4、inematicsanddynamicsperformance．Con—sideredthediversificationandcomplexityofdifferentlegconfigurations，theirperformanceandefficiencyofdifferentlegconfigurationswerestudiedinthefollowingway．ThebionicgaitalgorithmbasedonCPGwasemployedtoconductmotioncontrolforthevirtualprototypeestab—lishedi

5、nMatlab／SimulinkandAdams．Thensimulationanalysisandperformanceevaluationforthequadrupedrobotwereachievedinthefol-lowingthreeaspects，speed，energyconsumptionandterrainadaptability．Aftercontrastingthesimulationresults，itwassummarizedthattheelbow-kneerobotcanmovemorequicklyandsmoothly，withasma

6、llerlateraloffsetandlowerenergyconsumption．Allinall，theel—b0w—kneerobothasamorewidelyterrainadaptablerangeandbetterperformancerelativetOtheknee—elbowrobot．Theseaboveresultsprovidetheoreticalbasisforthephysicalprototypedebuggingandoptimization．Keywords：legconfiguration；co—simulation；speed；

7、energyconsumption；terrainadaptability0引言理，采用Matlab／Simulink与Adams联合仿真方式分析不同腿型配置在速度、能耗和地形适应性等方面的优缺点，并评价其随着美国波士顿动力公司BigDogL1的惊艳问世，国内外动态性能，在有效行走的前提下找出更合理的腿型配置。掀起了足式机器人，尤其是四足机器人的研究热潮。对于四足机器人，其腿型的配置，即腿部关节的布置形式极为重要，决1液压四足机器人定着机器人的运动学和动力学性能。四足机器人的腿型配置形本文研究的仿生四足机器人，以总装预研项目“