具有屈膝行为的双足被动行走模型

参考人类下坡行走运动特点,提出一种具有屈膝行为的双足被动行走模型.采用5质点4杆被动行走模型,设计支撑腿在行走过程中弯曲,通过对支撑腿膝关节弯曲时刻的调整,求解得到模型在不同斜面上的稳定周期行走步态.仿真结果表明,模型实现了在坡度范围小于0.39rad的斜面上稳定行走步态.与传统步态相比,稳定行走的坡度范围显著提高,在较大坡度上也具有很好的稳定性.

具有仿生距下关节和跖趾关节的完全被动步行机

以人体足部关节为仿生模本,研制了具有仿生距下关节(矢状面内关节轴倾角为45°)和跖趾关节(添加脚趾)的新型完全被动步行机,并实现了稳态行走。通过单因素试验确定了步行机的最佳高度;采用多因素混合正交试验设计,分析了步行机高度、有无足趾、腿间距3个因素对步行机行走性能的影响。结果表明:研究范围内,对步行机行走性能(稳定行走距离和行走速度)影响最大的因素为腿间距;足部有、无脚趾对行走速度具有次要影响,而步行机高度则对行走最大距离具有次要影响。

髋关节含库伦摩擦被动行走器动力学建模与仿真研究

被动动力行走是当今双足步行机器人研究的重点之一,学者对被动行走器髋关节的摩擦对其步态影响还存在分歧。该文对髋关节含库伦摩擦的直腿被动动力行走器的建模和仿真,以及摩擦对行走器步态的影响进行了研究。首先推导了髋关节含库伦摩擦的被动行走器的动力学方程,该动力学方程为非线性非光滑的隐式常微分方程组;然后给出了一种基于试算法求解该动力学方程的数值计算方法;最后通过数值仿真分析了髋关节的摩擦对被动行走器步态的影响。研究成果为以后被动动力行走研究提供了一个更接近实际的模型,为数值仿真分析其动力学特性提供了一种工具。