本文選題：四足機器人 + 對角小跑步態(tài)　； 參考：《機器人》2016年01期

【摘要】：為提高四足機器人對角小跑運動的穩(wěn)定性,實現(xiàn)機器人軀干6維運動方向控制的解耦,提出了一種基于虛擬模型的對角小跑步態(tài)控制方法.控制器主要包括支撐相虛擬模型控制和擺動相虛擬模型控制.在支撐相,建立了作用于軀干質(zhì)心的虛擬力與對角支撐腿關(guān)節(jié)扭矩之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,通過調(diào)整軀干虛擬力的大小控制軀干的高度與姿態(tài),控制機器人前進速度和自轉(zhuǎn)角速度.在擺動相,將機器人側(cè)向速度控制引入到足端軌跡規(guī)劃中,并通過虛擬的"彈簧-阻尼"元件驅(qū)動擺動足沿給定軌跡運動.此外,在控制器設(shè)計過程中,引入了狀態(tài)機,用于監(jiān)控機器人各腿的狀態(tài),并輸出對角小跑步態(tài)相位切換指令.仿真實驗結(jié)果表明,機器人能夠以對角小跑步態(tài)在平地上進行全方位移動,跨越不平坦地形,并能夠抵抗外部沖擊,證明了文中控制方法的有效性和魯棒性.
[Abstract]:In order to improve the stability of diagonal trot motion of quadruped robot and to decouple the six-dimensional motion direction control of robot torso, a virtual model-based diagonal trot gait control method is proposed. The controller mainly includes support phase virtual model control and swing phase virtual model control. In the support phase, the mathematical relationship between the virtual force acting on the center of mass of the trunk and the torque of the diagonal supporting leg joint is established. By adjusting the magnitude of the virtual force of the trunk to control the height and posture of the trunk, the forward speed and rotation angular velocity of the robot are controlled. In the swing phase, the lateral velocity control of the robot is introduced into the trajectory planning of the foot, and the swing foot is driven along the given trajectory by a virtual "spring-damping" element. In addition, a state machine is introduced in the controller design to monitor the state of each leg of the robot and output the diagonal trot gait phase switching instruction. The simulation results show that the robot can move on flat ground in diagonal trot gait, cross uneven terrain and resist external shock. The effectiveness and robustness of the proposed control method are proved.
【作者單位】： 山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家863計劃(2015AA042201) 國家自然科學(xué)基金(61233014,61305130) 山東省自然科學(xué)基金(ZR2013FQ003,ZR2013EEM027) 中國博士后科學(xué)基金(2013M541912)
【分類號】：TP242

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本文編號：1946932