基于3-D步行序列的双足机器人步态规划及实验研究

• 作者: 丁加涛 肖晓晖 陈建芳
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 3-D步行序列 双足机器人 步态规划 斜坡
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 机械工程·控制科学与工程
• 页码范围: 831-838
• 页数: 8页
• 分类号: TP242.6
• 字数: 4883字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2018.04.009

摘要

为了提高双足步行机器人对真实环境的适应能力,提出1种基于3-D步行序列的步态规划方法,模仿人类行走行为并考虑地面高度的变化.首先定义考虑足部踝关节旋转运动和机器人质心(COM)竖直高度变化的3-D步行序列.其次,在单足相阶段(SSP),基于运动最优控制(OC)理论和线性倒立摆模型(LIMP),求解零力矩点轨迹;采用5次多项式插值,生成双足相阶段(DSP)的零力矩点轨迹,并且实现质心竖直高度变化.基于足部的运动参数,使用分段连续3次Hermite插值得到足部运动轨迹.然后,通过牛顿?拉斐逊迭代法求解关节角度解.最后,基于NAO机器人样机进行平地和倾斜地面行走的动力学仿真和样机实验.研究结果表明:本文规划方法可行,且机器人行走平稳;在平面和斜坡2种地面工况的样机实验中,足底接触力的波动幅度比相应的仿真结果分别减少37.01%和59.94%,髋关节力矩波动幅度分别减少69.13%和62.75%.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	肖晓晖	武汉大学动力与机械学院	49	553	11.0	23.0
2	丁加涛	武汉大学动力与机械学院	5	9	2.0	3.0
3	陈建芳	武汉大学动力与机械学院	4	10	1.0	3.0