基于改进粒子群算法的四足机器人机体尺寸及质心位置优化

以四足机器人为研究对象,提出了一种通过改进粒子群算法来优化机体尺寸和质心位置,从而提高其稳定性的方法。为建立优化性能评价指标和设计变量,建立机体动力学模型,分析了不同质心位置对于其稳定性的影响;将机体最大翻转角最小作为性能评价指标,机体尺寸和质心位置作为优化设计变量,通过改进的粒子群算法和理想点法进行优化,最终得到一组最优机体尺寸和质心位置。结果表明,优化前,四足机器人机体在左右两侧进行加减速翻转,其最大翻转角为10.10°;优化后,机体最大翻转角为4.34°,较优化前下降5.76°,且保持在同一侧的较小范围内稳定波动。四足机器人试验样机运动平稳,验证了该优化方法的有效性,为四足类机器人的稳定性研究提供了一定的理论参考。

基于复合摆线轨迹的四足机器人稳定性分析

为了缩短四足机器人的研发周期,进一步提高其运动稳定性,基于复合摆线轨迹对不同步态周期下四足机器人的稳定性进行了研究.给出了四足机器人结构设计,并建立运动学模型进行运动学分析.采用复合摆线法进行轨迹规划,然后进一步结合运动学模型得到各关节驱动函数,并将其导入到ADAMS模型中设置相关约束进行动力学仿真.将机体翻转角作为主要性能评价指标,通过适当调整步态周期对不同步态周期下的四足机器人稳定性进行测试和分析,并通过物理样机对所提方法进行验证.结果表明,当步态周期为1.3 s时,机体最大翻转角较优化前下降1.014°,且质心波动范围也随之减小,从而验证了基于目标轨迹下的四足机器人可通过适当调整步态周期进一步提高其稳定性.