四足步行机动平台协调静步态研究

步态研究是实现步行机动平台稳定行走的基础。协调静步态作为动物最常用的步态之一,其稳定性受重心投影点初始位置的影响。阐述了静步态参数和稳定性的相关定义,提出了协调静步态的研究方法,分析了重心初始位置的变化对协调步态稳定性的影响,比较了纵向稳定裕度和实际稳定裕度。

四足步行机动平台爬越台阶步态规划及其运动学分析

越障能力是四足步行机动平台的基本能力。台阶是生活中常见的障碍,实现对简单台阶的爬越,是其实用化的基础。四足步行机动平台爬越台阶步态规划是实现其越障的前提。首先运用D-H方法对四足步行机动平台进行了正逆运动学分析,得到了其驱动关节转角与足端点之间的相互关系。然后,对自然界中常见的地形障碍进行了总结,说明了机动平台的爬越台阶步态规划具有通用性。最后结合机动平台的间歇静步态规划对其越障过程中进行了运动学求解,并对各驱动关节角度变化规律进行了分析。

复杂环境中四足步行机动平台的足端轨迹规划

本文首先进行了四足步行机动平台的正逆运动学求解。然后分析了复杂地形中步行机动平台的步态参数。接着基于三次B样条曲线进行了对其足端轨迹规划。最后利用Matlab对足端轨迹曲线进行仿真分析,验证了足端轨迹规划的合理性。

越障型四足步行机动平台的关键技术分析

对越障型四足步行机动平台国内外主要研究机构的研究成果进行了分析,从仿生结构、驱动系统和行走步态三个方面对越障型四足步行机动平台的关键技术进行了总价。

运输四足步行机动平台行走侧向速度控制仿真

侧向速度控制是机动平台在三维空间中实现快速稳定行走的基础。由于运输四足步行机动平台对角步态行走过程中存在四足腾空相,机体在上升及下降阶段所对应的虚拟刚度变化较大,传统的侧向速度控制方法无法保证机动平台侧向行走稳定性。在四足步行机动平台运动学分析及虚拟模型控制方法阐述基础上,结合SLIP运动规律的分析,对传统控制方法进行改进,分别提出了考虑腾空速度、考虑腾空速度及平均速度的对角步态侧向速度控制方法,针对理想侧向速度为0及侧向存在运动需求两种情况分别进行了仿真研究,并对结果进行对比分析。结果表明考虑腾空速度及平均速度的对角步态侧向速度控制算法误差较小,较好的满足了对侧向速度的控制需求,证明了考虑腾空速度及平均速度的控制算法的有效性。

四足步行机动平台半圆柱形足端偏差分析

通过正逆运动学分析和足端轨迹规划,提出通过分析半圆柱形足端轨迹目标规划点(Objective Programming Point,OPP)与实际规划点(Actual Programming Point,APP)的相对位置关系来解决机动平台足端轨迹偏差问题的方法。首先,将支撑段机体的运动轨迹等效到足端;然后,通过足端轨迹的OPP与APP之间相对位置关系,给出由APP轨迹计算OPP轨迹的方法;最后,对足端轨迹OPP与APP在4种相对位置关系下机动平台足端在摆动相和支撑相的偏差问题进行了分析。研究结果对认识半圆柱形足端偏差的产生机理和误差补偿具有参考意义。