葛 卓 罗庆生 贾 燕 李华师

(1北京理工大学机电学院, 北京 100081)(2北京理工大学机械与车辆学院, 北京 100081)

基于生物反射模型的四足机器人坡面运动控制与越障研究

葛 卓1罗庆生1贾 燕2李华师2

(1北京理工大学机电学院, 北京 100081)(2北京理工大学机械与车辆学院, 北京 100081)

为了提高四足机器人在包含坡面和障碍物等复杂地形中的运动能力与环境自适应能力,在对四足机器人基本步态研究的基础上,利用生物节律运动和反射控制机理,对四足机器人的适应性行走控制模型进行了研究．建立了适用于四足机器人坡面运动以及越障运动的前庭反射和屈肌反射数学模型,根据该数学模型构建的生物反射控制器与机器人膝、髋关节CPG控制网络有机融合,构成了协调性好、整体性高的控制系统．通过Adams/Matlab联合仿真,验证了所提出控制模型的可行性与有效性.该模型能够有效地使前膝后肘式四足机器人流畅、平稳地完成上下坡运动,并具备自适应越障运动能力．

四足机器人;中枢模式发生器;生物反射模型;复杂地形

四足机器人既有优于双足机器人的平稳性又避免了六足机器人机构的冗余性和复杂性.目前常见的多足机器人运动控制方法有3种[1-2]:基于模型的方法、基于行为的方法和基于中枢模式发生器(central pattern generator, CPG)的生物控制方法．文献[3-5]分别用足端轨迹规划、模型控制、在线学习等方法,使机器人具备一定复杂地形运动能力．Gehring等[6]基于逆动力学方法对一种小型……