四足机器人静-动步态平滑切换算法

辛亚先¹,李贻斌¹,李彬^2*,荣学文¹

1. 山东大学控制科学与工程学院, 山东 济南 250061;2. 齐鲁工业大学(山东省科学院)理学院, 山东 济南 250353

收稿日期:2017-07-22出版日期:2018-08-20发布日期:2017-07-22
通讯作者:李彬(1979— ),男,山东单县人,工学博士,副教授,主要研究方向为神经网络,四足机器人步态规划与控制.E-mail:ribbenlee@126.comE-mail:xinyaxian1990@126.com
作者简介:辛亚先(1990— ),女,山东济南人,博士研究生,主要研究方向为机器人智能控制. E-mail:xinyaxian1990@126.com
基金资助:国家自然科学基金资助项目(61773226,U1613223,61703243);国家863计划资助项目(2015AA042201)

Smooth walk-to-trot gait transition algorithm for quadruped robot

XIN Yaxian¹, LI Yibin¹, LI Bin^2*, RONG Xuewen¹

1. School of Control Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China;
2. School of Science, Qilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences), Jinan 250353, Shandong, China

Received:2017-07-22Online:2018-08-20Published:2017-07-22

摘要/Abstract

摘要： 为提高四足机器人对不同地形的适应能力,给出间歇静步态向对角小跑步态切换(walk-to-trot)的不同情况以及最优(在保证稳定切换的前提下,实现速度的平滑变换和不同步态情况下的最短时间切换)切换方法。为保证步态切换过程中的平滑性,给出关于时间的速度公式,使机体重心保持恒定加速度;为保证切换阶段的稳定性,利用改进的泛稳定裕度判别法(wide stability margin method, MWSM),通过调整足端与质心相对位置,消除步态变换过程中由惯性力导致零力矩点后移对稳定性的影响。基于Webots仿真软件,建立四足机器人仿真模型,验证方法的可行性和有效性。该方法可应用于间歇静步态中的6个状态点并将其平滑、稳定的切换为对角小跑步态。


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