單足機器人動力學(xué)特性與觸地相動態(tài)平衡控制方法研究.pdf

1、單足機器人是研究仿生跳躍機器人的起點和基礎(chǔ)，主要模仿動物的自平衡跳躍過程。針對機器人的特殊結(jié)構(gòu)和質(zhì)量屬性進行單足機器人動態(tài)特性與觸地相動態(tài)平衡控制方法研究，對于改善機器人的平衡控制策略以及仿生理論的研究有著十分重要的意義。
　　單足機器人的跳躍運動在空間內(nèi)進行，通過建立運動學(xué)正逆解模型得到機器人控制量與機身姿態(tài)檢測量之間的映射關(guān)系。通過對動物跳躍過程的分析將機器人的三維跳躍簡化為矢平面跳躍。將機器人每周期的跳躍情形歸納為觸地相與飛

2、行相，并對飛行相以及觸地相機器人的運動過程進行詳細(xì)討論。利用第二類拉格朗日方程以及坐標(biāo)變換建立觸地相機身姿態(tài)調(diào)整的動力學(xué)模型。分析機器人姿態(tài)變化的根本原因并對國內(nèi)外典型單足機器人平衡控制算法的適用條件進行歸納。通過研究袋鼠的跳躍運動過程，得到機器人姿態(tài)變化過程和運動穩(wěn)定性條件?；趧恿W(xué)模型提出滿足觸地相運動穩(wěn)定條件的機身姿態(tài)調(diào)整過程和運動控制方。分析了機身姿態(tài)限制條件，完成了對機器人的觸地相運動穩(wěn)定性仿真研究。
　　通過利用Ma