戴 祯，刘卫东，徐景明，李 乐

(西北工业大学 航海学院，西安 710072)

0 引言

海洋是一个充满未知、领域广阔、可达性差的区域，近年来，人类对海洋的探索越来越深入。为了更好的认识海洋，开发海洋资源，世界各国都在大力发展水下机器人技术。对比几类典型机器人：轮式机器人在面对崎岖地形时移动速率大大降低；履带式机器人机动性差，在严重崎岖地形下，容易发生侧翻；而足式机器人在爬行运动时与地面接触点是一系列离散点，能够适应大多数非平坦结构地形，具有较强的灵活性，且不易侧翻[1-4]。因此，对具有海底爬行和水中巡游功能的水下爬游机器人的研究具有重要的意义。

水下爬游机器人能够在海底进行灵活爬行运动，需要对机器人足端位置进行轨迹规划。轨迹规划是采用时间序列信息对机器人足端的位置、速度等参数进行规划进而控制机器人足端空间位置与姿态[5-8]。常用的轨迹规划方法有贝塞尔曲线[9-10]、基于遗传算法的轨迹曲线[11]和B样条曲线[12]等。通过对机器人足端轨迹进行规划，使机械腿运动平滑，减少冲击和振动，对提高机械腿的稳定性、可靠性和工作效率有重要意义。文献[13] 为了解决机器人在运动过程中机械腿与机体之间存在的互斥力问题，提出了一种当机器人足端处于支撑相时，足端与跟关节的纵向距离保持恒定的直线行走方式，使机器人足端轨迹为平行于机体的直线轨迹，如图1所示。而对于机器人足端处于摆动相时，如何在空间中运动，并没有进行深入的研究。……