六足機械人的步態分析與實現 1

2021-07-05 02:07:49 字數 645 閱讀 6980

1、六足機械人步態的定義

步態:是指機械人的每條腿按一定的順序和軌跡的運動過程,正是因為這一運動過程實現了機械人的步行運動。

步態週期:步態週期是指多足機械人完成乙個步態所需的時間,也就是所有腿輪番完成一次「提起-擺動-放下」的動作所花費的時間,在此過程中機械人機體也完成過渡過程。本系統的步態週期引數可調,經過實際測試,最小步態週期是300ms,這個引數受限於舵機的效能。

占地係數:占地係數是指每條腿接觸地面的時間和整個步態週期的比值。當占地係數等於0.5時,機械人是用兩組腿交替擺動,這種步態稱為小跑步態;當占地係數小於0.5時,機械人任何瞬間只有不足三條腿支撐地面,稱為跳躍步態,當占地係數大於0.5時,機械人輪番有三條腿以上支撐地面,這種步態俗稱慢爬行步態。

步幅:機械人的重心在乙個步態週期中的平移為步幅。

靜態穩定性:步態的生成策略則取決於機械人的步行穩定性,即在步態生成時必須進行穩定性分析。對於多足機械人,在任何時候都要有足夠多的腿立足於地面支撐機械人機體,才能確保它靜態穩定地步行。通常,至少需要三條這樣的腿,並且由這三條腿的立足點構成的三角形必須包圍機械人的重心垂直投影,機械人步行時,雖然這個三角形區域是不停變化的,但只要機械人重心投影始終在這個交替變化的區域內,則機械人的步行就是穩定的(所謂的zmp判據呵呵)。

2、運動學分析

機械結構分析如圖1.

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