四足仿生機器人力分配策略.pdf

1、四足機器人運動控制是影響機器人運動性能和環(huán)境適應(yīng)性的核心因素。在考慮運動柔順性的情況下，快速合理的足端接觸力分配策略對機器人運動控制具有重要意義。本文在四足機器人分層控制框架下，對力和力矩平衡方程增加內(nèi)力約束，設(shè)計了針對不同步態(tài)的力分配策略，并結(jié)合事件觸發(fā)步態(tài)策略和重心控制策略，實現(xiàn)了對機器人踏步步態(tài)和walk步態(tài)的運動控制。
　　首先，應(yīng)用D-H坐標轉(zhuǎn)換法建立整體運動學(xué)模型，得到軀干質(zhì)心位置與足端位置的變換關(guān)系；應(yīng)用遞推牛頓-歐

2、拉算法建立單腿關(guān)節(jié)空間動力學(xué)模型，并通過合理簡化，得到操作空間動力學(xué)模型。
　　其次，提出機器人分層控制框圖，基于動力學(xué)模型設(shè)計單腿力/位混合控制算法，基于力和力矩平衡方程設(shè)計本體位姿控制算法。在分層控制框架下論述了力分配問題產(chǎn)生的原因，并給出詳細的數(shù)學(xué)描述。結(jié)合四足機器人不同步態(tài)的時序特點，根據(jù)力分配問題優(yōu)化空間與運動自由度，詳細給出每種步態(tài)的力分配策略。
　　最后，以踏步步態(tài)和walk步態(tài)為例，仿真驗證了力分配策略的有效