刘恒力，刘清宇，郭永兴

(武汉科技大学 a.机器人与智能系统研究院；b.冶金装备及其控制教育部重点实验室；c.机械传动与制造工程湖北省重点实验室，武汉 430081)

0 引言

足式机器人由于具有良好的地形适应性和高度的灵活性，可以在轮式或履带式车辆无法到达的困难地形环境上行驶。随着足式机器人在这样的地形上运动，其与外部环境的接触检测显得尤为重要。目前，大多数足式机器人采用外部传感器检测接触碰撞和无外部传感器的接触碰撞检测算法。采用外部传感器检测接触碰撞[1-2]，文献[3]在机器人足端安装力传感器，根据反馈的信息对机器人运动节律和关节信息进行实时调节。然而采用外部传感器检测接触碰撞会增加腿部的转动惯量，额外的传感器也会增加成本和系统的复杂性，且安装在足端的传感器在受到冲击力时容易损坏，导致机器人的可靠性降低。另一种是不采用外部传感器而是通过本体传感器检测接触碰撞[4-6]。该方法通常利用足端的力的估计值来实现对触地的检测。文献[7]提出了一种本体感知驱动模式，通过低传动比的驱动、关节角度和来自惯性测量单元(IMU)的反馈来寻求接触力，利用关节处的力控制，有效地控制足部的接触作用力。文献[8]基于浮动基动力学模型，提出了一种新的残差公式估计外部接触力。文献[9]开发了一种坚固的腿测距模块，它使用内部力感测来检测脚的撞击，但是忽略了加速度测量值的误差影响。……