基于六维力／力矩传感器及关节力矩的仿人机器人步态补偿算法--【汉魅HanMei—课程讲义分享】.pdf

维普资讯 第28卷第2期 2006年3月 机器人 ROBOT VMo1．28，No．2 arch，2006 文章编号：1002-0446(2006)02-0213-06 基于六维力／力矩传感器和关节力矩的 仿人机器人步态补偿算法 徐 凯，陈恳，刘莉，杨东超 (清华大学精仪系制造所。北京 10O084) 摘 要：为实现仿人机器人的稳定行走，提出一种根据其足底六维力／力矩传感器信息、针对关节力矩的步态 补偿算法．利用直流伺服电机的过载能力，来改善仿人机器人关节在大负载扰动下的动态性能．行走实验证明了该 算法在离线实施过程中的有效性． 关键词：仿人机器人；步态补偿 中圈分类号：TP24 文献标识码 ：B WalkingGaitCompensationAlgorithm forHumanoidRobotsBasedon Universal ForceM·omentSensorsnadJointTorques XU Kai，CHENKen，LIU Li，YANG Dong—chao (，瑚 of m 局 钾 。n 田 ofPrecisionbuuumenuandMechano~ ，TsinghuaUniterdty，Befiin8100084，China) Abstract：Inordertorealizestablewalkingofhumanoidrobot，thispaperputsforwardagaitcompensationalgorithm， whichcompensatesthejointtorqueeaccostingtoinformationfromtheuniversalforce-momentsensorsinrobotfeet．Thisal· go~ithmutilizestheovedoadcapacityoftheDC8ervomotortOimproved~amicperformanceoftherobotjointeunderheavy loaddiBtllrbarlce8．Walkingexperimentsprovetheeffectivenessofthisalgorithm underartoff-fineimplementation． Keywords：humanoidrobot；gaitcompensation l 引言(Introduction) 器的信息，有关身体稳定控制和足底柔顺控制的研 仿人机器人要实现类人的动作和功能，很重要 究已经比较深入了，仿人机器人能根据传感器信息， 的研究方向之一就是实现稳定的双足步行．而以往 主动地调整支撑腿踝关节或者髋关节的转角，稳定 的研究成果均证明，直接将步态规划的理论结果用 ZMP位置或者调整上身姿态．虽然基于传感器信息 于步行实验，很难取得成功．问题主要存在于三个方 的在线调整策略并没有一个统一的标准，但运用了 面：一是仿人机器人样机与机构设计结构总有一定 步态补偿和调整控制策略的机器人样机，都不同程 的误差，无法精确描述；二是机器人控制驱动系统在 度地改善了它们的行走稳定性和柔顺性 J． 复现步态规划的理论结果时，总有一定的误差；三是 在清华大学仿人机器人THBIP—I的研究过程中， 机器人所在的环境，跟步态规划中的环境模型存在