六足机器人步态规划及其静态稳定性研究.doc

六足机器人步态规划及其静态稳定性研究 //.paper.edu - 1 - 中国科技论文在线 六足机器人步态规划及其静态稳定性研究# 张春阳，江先志** 基金项目：浙江理工大学科研启动基金Y）；留学回国人员科研启动基金C） 作者简介：张春阳（1989-），男，硕士研究生，主研究方向：机器人自动控制，嵌入式智能产品开发 通信联系人：江先志(1977-),男,讲师,主要研究方向：智能机器人自动控制,机电一体化控制，嵌入式智能控 制算法以及产品研发 （浙江理工大学机械与自动控制学院，杭州 310018） 5 摘要：以一种新型六足机器人样机为研究对象，研究机器人直线行走步态及其在步态下的稳 定性。本文分别规划了六足机器人纵向与横向直线行走的三角步态，给出了其在三角步态下 步长以及稳定裕度的计算方法，并分析了六足机器人在三角步态下的静态稳定性。六足机器 人采用三角步态直线行走时，不考虑惯性力对机器人稳定性的影响，在其步长满足一定条件 时，六足机器人是静态稳定的。 10 关键词：机械电子工程；六足机器人；步态；静态稳定性 中图分类号：TP242.6 Research on Planning and Static Stability of Hexapod Robot Gait 15 ZHANG Chunyang, JIANG Xianzhi (Faculty of Mechanical Engineering amp; Automation, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018) Abstract: In this paper，a new type hexapod robot is the research object. The straight walking gait of the robot and the stability of the robot under the straight walking gait are studied in this paper. 20 This paper plans two kinds of straight walking triangle gait of hexapod robot, one is vertical, another is horizontal. It gives the method to compute the step length and the static stability margin of hexapod robot and analyses the stability of the robot under the triangle gait. During hexapod robot straight walking with triangle gait without consideration of inertia force, if its step length meet certain condition, hexapod robot is static stability. 25 Key words: Mechanical and electronic engineering; Hexapod robot; Gait;Static stability 0 引言 科学技术的发展扩大了人类的活动空间，这使得新型多足仿生机器人的研究越来越备受 人们的关注。六足机器人因其步态相比八足机器人简单且高效，相比四足机器人其具有更高30 的稳定性，所以六足机器人行走步态成为仿生机器人领域中研究的热点。六足机器人的步态 规划是其行走的关键技术，步态规划直接关系到机器人的行走质量。好的行走步态，能保证 机器人在行走过程中具有良好的稳定性以及较高的运动效率，反之，不仅不能使机器人获得 良好的稳定性以及行走品质，而且很有可能导致机器人根本不能行走。经过人们对六足昆虫 行走策略的研究，对于六足机器人，根据其在行走过程中支撑足的数目，可将六足机器人的35 行走形式分为三角步态[1-5]，四足步态以及波动步态[6]。其中，三角步态为六足机器人最常 用的步态，其稳定性好、行走效率高。六足机器人在行走过程中，其步长与机器人稳定性具 有一定的影响，为保证机器人具有良好的稳定性，机器人行走时应选取适当的步长。本文以 六足机器人样机为研究对象，规划了六足机器人横向与纵向直行的三角步态，并结合其步长 分析