郑建华，牛军川，江民圣，李蒙，荣学文



基于Trot步态的四足机器人弹簧腿动力学分析与仿真

郑建华1, 2，牛军川1, 2，江民圣1, 2，李蒙1, 2，荣学文3

(1. 山东大学 机械工程学院，山东 济南，250061；2. 山东大学 高效洁净机械制造教育部重点实验室，山东 济南，250061；3. 山东大学 控制科学与工程学院，山东 济南，250061)

为了降低四足机器人行进时足底冲击对机器人本身造成的损伤并增强行走稳定性，以山东大学研制的野外高性能液压驱动四足机器人为研究对象，建立其力学模型，对其正、逆运动学进行分析，规划其行进步态。对比研究加装弹簧腿前后的机器人的质心位移、机体冲击加速度及偏转角度等，最后，针对加装弹簧腿后出现的新问题，对弹簧腿装置的阻尼系数进行优化。研究结果表明：弹簧腿对减小机体冲击加速度和控制机体稳定性有显著的作用。

四足机器人；弹簧腿；优化分析

从机器人诞生至今，机器人技术得到了人们的普遍重视，特别是近几十年来，机器人技术迅猛发展，机器人被越来越广泛地应用于各个工程领域[1]，另外，当今诸多极限工作条件和工作环境对机器人的要求也日益增多和严苛。相比于轮式机器人，足式机器人环境适应性更强、运动灵活性更好，其中四足机器人综合性能在足式机器人中最好，受到了国内外学者的持续关注[2]。早在4世纪，四足移动机械已经出现，之后的很多设计研究一直停留在设计阶段。20世纪60年代，机器人开始使用机械和液压控制技术，具有代表性的是美国的Mosher[3]于1968年设计开发的四足步行机Walking Truck。……