多足步行机器人三段式控制的研究

针对多足步行机器人的运动控制问题,提出了一种将运动分解为三个独立部分,并分别进行控制的三段式控制方法。通过对人类站立、步行、旋转等多种动作中腿部对身体和脚的施力情况进行分析研究发现,按照腿的站立和摆动状态,以及所施加力的方向,腿部对运动的控制效果可以被分解为躯干姿态、抬脚高度和运动速度的三部分,这三部分的控制效果相互独立。依据以上研究结果,以六足机器人为例,按照六足机器人的运动情况,设计了适用于多足机器人的躯干姿态控制、抬脚高度控制和运动速度控制的三段式控制方法。为了验证研究结果的可靠性。在Webots软件和自制的六足机器人实验平台上分别进行实验验证。仿真结果表明,采用三段式控制的六足机器人可以实现平整地形上的全方位移动,并能够在台阶和斜坡等地形上实现稳定行走。六足机器人实验平台上的实验表明,采用三段式控制的六足机器人可以在行走和转弯时灵活的调控其躯干姿态、抬脚高度与运动速度,具有良好的运动控制效果。