任天麟

(焦作大学，河南 焦作 454150)

0 引言

随着现代控制技术的发展，机器人被应用在很多重要的领域，近年来农业机器人发展快速，且随着技术的革新，机器人逐渐可以适应复杂环境下的作业。目前，采摘类作业机器人的数量逐渐增多，但其大部分采摘高度作业范围有限，能够适应不同高度需求作业的机器人还很少。武术的飞脚动作是武术学习中最常见的动作之一，其主要动作分为助跑、起跳、空中动作和落地过程，每个动作过程都可以作为机器人的仿生类人学习的模型。武术飞脚动作在起跳时，其肌肉的收缩和关节的动作具有明显的规律性，如果将其应用到采摘机器人的腿部设计中，可以使采摘机器人腿部具有不同高度的伸缩功能，从而满足不同高度采摘作业的需求，对于复杂采摘作业环境机器人的研究具有重要的意义。

1 武术飞脚动作分析机器在类人机器人动作控制中的应用

武术的飞脚动作具有一定的技巧性，助跑后踏跳动作完成质量的好坏直接影响到腾空高度，它是跳跃动作的重要环节。其正确方法是利用人体肌肉在被拉伸时具有的弹力，利用弹性收缩提高在腾空时的初始速度，通过这个力将跳跃时间延长，可使武术飞脚动作具有更长的作用时间，从而达到较高的高度。利用这一原理设计的擂台比赛机器人有很多，两款典型的擂台比赛机器人如图1所示。

图1 武术擂台类人模仿机器人示意图Fig.1 The sketch diagram of humanoid robot of martial arts arena

该种型号的机器人主要是用于擂台比武等，其功能主要包括定位自己位置、检测敌人位置和实现攻击动作等。……