季　峰，樊　军，刘梦霞

(新疆大学 机械工程学院，乌鲁木齐 830047)



农用型外骨骼机器人起蹲过程稳定性控制研究*

季峰，樊军，刘梦霞

(新疆大学 机械工程学院，乌鲁木齐 830047)

摘要：外骨骼机器人起蹲运动的稳定问题，即实现机器人在起蹲运动中始终保持平稳。文章将从起蹲过程的轨迹优化与控制的角度出发，并结合人类的特点，提出一种外骨骼机器人误差修正的方法。利用ZMP和COM(质心)间的数学关系，计算实际的零点力矩，求得质心和零力矩点的偏差值，再根据差值对起蹲轨迹进行优化和控制，修正偏差，来实现外骨骼机器人起蹲运动平稳运行。最后使用Matlab仿真模拟,验证了起蹲过程规划与稳定性控制方法的有效性。

关键词：起蹲；误差；修正

0引言

外骨骼机器人是一种可以有效地识别人的意图，协调人体动作，继而增强人的运动能力的可穿戴的机械装置[1-3]。

国内外有很多专家学者已经在这方面取得了进展. 如“Hanzou”机器人是第一个能实现自起立的类人机器人；日本HRP项目开发的HRP-2P型类人机器人,是一个能从俯卧和仰卧的情况下实现起立过程且尺寸与人体相仿的类人机器人[4-6]等。国内也有很多高校在从事该方面的研究，但是相对国外还是有很大差距。

为了能让外骨骼机器人在作业过程中，更好的协调人完成动作，提高效率，就需要保证其在操作过程中的稳定性。而田间作业经常处于会半蹲姿态，所以对起蹲过程的稳定性进行研究非常重要。

1外骨骼机器人模型