基于速度矢量的6足机器人三角间歇步态规划与分析
2021-05-19汪首坤刘道和王修文徐康陈志华王军政
北京理工大学学报 2021年4期
关键词:规划
汪首坤, 刘道和, 王修文, 徐康, 陈志华, 王军政
(1.北京理工大学 自动化学院,复杂系统智能控制与决策国家重点实验室,北京 100081;2.北京理工大学 自动化学院,伺服运动系统驱动与控制工信部重点实验室,北京 100081)
6足机器人冗余的肢体结构使其对于复杂的环境有着较好的适应性,自20世纪80年代以来,国内外多所大学和研究机构相继研制成功了Genghis、aeril、asterisk、noros等性能卓越的6足机器人并对基础理论进行了深入探索[1]. 步态规划与控制作为研究的关键内容,为机体运动提供理论落足点,影响机器人整体性能. 根据行走过程中机器人重心铅垂线是否始终保持在支撑相内可将步态分为静步态和动步态[2-3]. 间歇匍匐步态是将机器人躯干与腿部移动分开处理,也称为间歇步态[4]. Ma等[5]指出,在所有的爬行步态中,机器人以间歇步态行走时稳定裕度最大. 间歇步态能够显著减少机器人的惯性效应和动力学扰动,适用于负重能力强,对运动速度要求不高但对稳定性要求较高的机器人.
目前,6足机器人普遍采用三角步态等规律性步态,虽能初步实现机器人的稳定行走,但足端轨迹固化,步幅相对固定,难以灵活调整方向和速度[6]. 为此,有学者分别基于局部规则和CPG原理,提出了自由步态规划方法[4,7-8]. Porta等[9]将足端位置转化为符号,利用符号定义运动规则,解决了机器人在任意运动路径下的自由步态规划问题;赵杰等[10]在研究足间约束机制的基础上,基于分布式局部规则网……
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