四足機器人動態(tài)穩(wěn)定行走及其控制方法的研究.pdf

1、現階段，在四足機器人的研究過程中，為了提高機器人的環(huán)境適應性，一般采用具有較大穩(wěn)定裕度的靜步態(tài)作為基本步態(tài)，利用位置規(guī)劃的方式進行機器人穩(wěn)定運動的控制。相應的方法限制了機器人的運動速度，降低了機器人的實際應用價值。因此，為了提高機器人在復雜環(huán)境下的高動態(tài)特性，基于動步態(tài)的穩(wěn)定運動控制方法，是當前四足機器人研究的熱點，也是一個亟需解決的難點問題。
　　本研究主要內容包括：⑴機器人要運動，就必須對它的位置，速度，加速度進行控制，給出了

2、利用正運動學和微分變換法進行機器人雅可比矩陣建立的兩種方法。兩種方法由于利用不同的關節(jié)變換矩陣進行計算，最終得到不同的雅可比矩陣。通過比較分析了兩種方法的區(qū)別與聯(lián)系。⑵以四足機器人為例，詳細介紹了機器人仿真平臺Webots的建模過程。首先，分析了四足機器人的機械結構；然后，在對機械結構分析的基礎上，建立了四足機器人的模型；最后，根據需求編譯程序完成四足機器人的運動控制。⑶提出了利用機器人機體幾何關系控制轉彎運動的方法。本文首先分析了基于

3、對角小跑步態(tài)四足機器人的特點，為實現四足機器人的轉彎運動提供了理論基礎；然后，通過進行機器人機體的幾何關系的位置變換和運動狀態(tài)的分析，得到了兩種實現四足機器人的轉彎步態(tài)運動的方法；最后，利用Webots仿真軟件，對這兩種轉彎步態(tài)進行對比分析，驗證了方法的正確性和有效性。⑷進一步研究了四足機器人的轉彎步態(tài)，首先為了簡化計算過程和復雜的控制程度，分別提出了基于重心變換矩陣的控制方法和基于解耦控制思想的方法；然后，比較了基于幾何關系的控制方法