四足步行机器人动力学模型及脚力分配的研究(4)

四足步行机器人动力学模型及脚力分配的研究

第12期 王新杰等:四足步行机器人动力学模型及脚力分配的研究 15

略每条腿的质量.

3 实例分析

如图2所示,a=0.043m,b=0.3m,d=0.155m,e=0.045m;每条腿有三个驱动关节,由

!i1,!i2,!i3分别表示每个驱动关节的扭矩,

假设忽

假设机器人在不平地面上沿坐标系 c中的

y轴行走,取系数为&=0.05.在坐标系 c中其腿的初始位置分别为:(-0.3m,0.2m,-0.243m),(0.3m,0.2m,-0.243m),(-0.3m,-0.2m,-0.243m),(0.3m,-0.2m,-0.243m).摆腿顺序为:3)1)4)2,每条腿的跨步长度为0.2m,下一个姿态的z坐标系表示分别为:z1=-0.243m,z2=-0.238m,z3=-0.243m,z4=

+

-0.248m.占空系数为0.8,即在(t-j,tj)区间-为T/5,而在(t+j,tk)区间为T/20,假设最大关

节扭矩为!i=[40,40,40]T.

这里给出Fx=-5N,Fy=10N,Fz=-250N,mx=1N m,my=mz=0.两个例子的仿真结

图2 四足机器人腿结构示意图

果分述如下.kyz=-0.04;&=0.03, (t)为线性标量函数,类似地p=0和Q=I.图3

表示了

*

图3 机器人脚力分配优化结果

(1~4为4条机器人腿)

在一个步态周期T内脚力fxi,fyi和fzi分配的优化结果.

参

考

文

献

multiple chainroboticsystem[J].IEEETrans.onSys tem,Man,andCybernetics,1991,21(1):13 24[3]NahonMA,AngelsJ.Optimizationofdynamicforces

inmechanicalhands[J].Trans.oftheASME,JofMechanicalDesign,1992,113:167 173

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