基于沖擊阻抗能量裕度算法的六足機(jī)器人運(yùn)動失穩(wěn)控制方法.pdf

1、六足機(jī)器人在崎嶇地形上運(yùn)動時，不僅需要確保機(jī)器人實(shí)時的運(yùn)動穩(wěn)定性，同時在突發(fā)情況下發(fā)生失穩(wěn)時，應(yīng)采取相應(yīng)的措施以恢復(fù)其穩(wěn)定，避免對機(jī)體造成損壞。本文針對六足機(jī)器人在崎嶇地形下運(yùn)動時的穩(wěn)定性判定和失穩(wěn)恢復(fù)策略問題進(jìn)行深入研究與分析，建立相應(yīng)的穩(wěn)定性判定方法，并提出失穩(wěn)調(diào)整策略。
　　首先，分析了六足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動特點(diǎn)，并在建立的六足機(jī)器D-H數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對腿部進(jìn)行正逆運(yùn)動學(xué)分析，以及利用雅克比矩陣對六足機(jī)器人末端速度以及關(guān)節(jié)

2、角速度進(jìn)行求解，同時對六足機(jī)器人進(jìn)行了動力學(xué)分析，其中包括:系統(tǒng)動能、系統(tǒng)勢能以及關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩。
　　接著，在六足機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析的基礎(chǔ)上，對典型的六足機(jī)器人穩(wěn)定性判定方法進(jìn)行對比分析，并根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)采用規(guī)范化能量穩(wěn)定裕度作為六足機(jī)器人的靜態(tài)穩(wěn)定性判定依據(jù)。分析了實(shí)時重心、重心高度、足行程、斜面坡度對六足機(jī)器人靜態(tài)穩(wěn)定性的影響程度，為六足機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　然后，在六足機(jī)器人靜態(tài)穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上

3、，針對六足機(jī)器人在崎嶇路面行走時，易受到外力干撓而發(fā)生傾覆失穩(wěn)的問題，提出一種考慮外力、重心位置、支撐面傾角、運(yùn)動特性以及機(jī)器人阻抗特性的動態(tài)穩(wěn)定性分析方法，并建立了基于沖擊阻抗能量穩(wěn)定裕度的動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)數(shù)學(xué)模型。分析了各種干擾因素對六足機(jī)器人動態(tài)穩(wěn)定性的影響。
　　最后，針對邊線傾翻失穩(wěn)情形，建立了調(diào)整腿可達(dá)空間的解析解，并以力臂最大化原則選擇合適的落腳點(diǎn)。采用多項(xiàng)式曲線插值的方式，在可用調(diào)整時間范圍內(nèi)，對調(diào)整過程進(jìn)行了柔順處