基于力矩传感器的双足机器人在线模糊步态调整器设计

双足机器人动态行走时 ,零力矩点轨迹与期望值之间存在一定偏差。利用机器人力矩传感器的输出信号 ,结合动力学算法实时计算零力矩点的位置 ,并利用基于模糊逻辑的步态调整算法修正踝关节处的 4个关节角 ,以达到降低零力矩点位置误差 ,提高系统动态行走稳定性的目的。仿真和实验证实了该算法的有效性。

基于双生成函数的步行机器人最优步态生成

将最优控制理论中的双生成函数方法应用到双足步行机器人的在线最优步态生成中.针对线性化的机器人模型,分别以关节角度和力矩为状态和输入变量,考虑能量消耗,构造线性二次型最优控制问题.基于一对生成函数推导得到该问题的解,可以参数化为线下计算系数和边界条件,相对应的求解过程由线下数值积分部分和线上代数运算部分组成.通过设置多步仿真实例进行计算.结果表明,利用该方法可以显著地提高机器人步态的在线生成效率.设计比例微分控制器,当机器人以合理的步长和适当的时间段行走时,由线性化引起的建模误差可以被控制在较小范围之内,非线性模型的轨迹可以很好地跟踪线性化模型的轨迹.

基于核化运动基元的外骨骼膝关节步态轨迹在线规划

为了提高外骨骼机器人的适应性与人机交互安全性,提出了一种基于核化运动基元的步态轨迹规划算法,可根据使用者步态状态实时调整步态轨迹。在外骨骼膝关节上对算法进行了验证。结果表明,利用小样本量训练数据,算法能够通过在线调整形状参数,保证预测轨迹与参考轨迹的形状相似;通过实时检测步态相信息,并在期望点处对步态轨迹进行在线调整,可生成适应使用者状态变化的运动轨迹。