四足仿生機(jī)器人力分配策略.pdf

1、四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制是影響機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能和環(huán)境適應(yīng)性的核心因素。在考慮運(yùn)動(dòng)柔順性的情況下，快速合理的足端接觸力分配策略對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制具有重要意義。本文在四足機(jī)器人分層控制框架下，對(duì)力和力矩平衡方程增加內(nèi)力約束，設(shè)計(jì)了針對(duì)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(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人踏步步態(tài)和walk步態(tài)的運(yùn)動(dòng)控制。
　　首先，應(yīng)用D-H坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法建立整體運(yùn)動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型，并通過(guò)合理簡(jiǎn)化，得到操作空間動(dòng)力學(xué)模型。
　　其次，提出機(jī)器人分層控制框圖，基于動(dòng)力學(xué)模型設(shè)計(jì)單腿力/位混合控制算法，基于力和力矩平衡方程設(shè)計(jì)本體位姿控制算法。在分層控制框架下論述了力分配問(wèn)題產(chǎn)生的原因，并給出詳細(xì)的數(shù)學(xué)描述。結(jié)合四足機(jī)器人不同步態(tài)的時(shí)序特點(diǎn)，根據(jù)力分配問(wèn)題優(yōu)化空間與運(yùn)動(dòng)自由度，詳細(xì)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(yàn)證了力分配策略的有效