新型四足步行机器人串并混联腿的轨迹规划与仿真研究
2018-04-13高建设王玉闯刘德平王保糖
郑州大学学报(工学版) 2018年2期
关键词:规划
高建设,王玉闯,刘德平,王保糖
(郑州大学 机电一体化研究所,河南 郑州 450001)
0 前言
由于仿生机器人同时具有生物和机器人的特点,所以逐渐在反恐防爆、抢险救灾等不适合由人来承担任务的环境中表现出良好的应用前景[1-2].步行机器人由于落足点离散,在其足端能够达到的范围内可以灵活调整行走姿态,并合理选择支撑点,所以对复杂地形和非结构化环境具有更强的适应能力[3],目前已成为机器人研究的热点领域之一.
在四足机器人中,其腿部机构多数是串联的,比较典型的有美国波士顿动力学公司的BigDog、猎豹Cheetah和野猫Wildcat等.这些机器人腿的结构简单,建模和控制比较容易,但自重载重比大,承载能力相对较低.也有学者利用并联腿机构来设计仿生机器人,如上海交通大学提出的六足步行机器人的每条腿都是一种典型3-DOF的并联机构[4],燕山大学王洪波等基于并联机构提出了四足两足可重组步行机器人[5].虽然并联腿机构有自重载重比小、承载能力强、稳定性高的特点,但是有工作空间小的缺点.为了克服串联或者并联腿各自的不足,国内外一些学者对混联机构做了研究.在四足仿生机器人方面,田兴华等[6]提出了3种类型的3自由度混联腿构型,建立了各自运动学模型和工作空间模型,并证实了混联腿的优越性.
另一方面,步行机器人的轨迹规划是机器人能否平稳运动的重要问题.山东大学的李华[7]和南京航空航天大学的马东……
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