三连杆双足步行机器人结构建模与运动分析

双足机器人具有与人类相似的步行运动方式，对环境具有较好的适应能力，在机器人研究与应用中具有重要的地位。文章基于三连杆结构双足步行机器人模型，运用三次函数模拟其直线运动步态，运用拉格朗日方程描述其关节力矩，建立了机器人的运动学和动力学模型，阐明了机器人运动过程状态与关节力矩的变化规律及特点。结果表明：机器人支撑腿力矩为-350—350N·m远大于摆动腿力矩；躯干倾角对各关节驱动力矩的影响比较复杂，即使躯干保持竖直，其驱动力矩也会在-130—130N·m之间变化；增大步行速度，各关节力矩都会相应增大；躯干倾角对各关节驱动力矩的影响比较复杂，在实际应用中需要借助合理的驱动方法稳定驱动力矩，实现机器人整体的平稳运动。