机器人技术-1腿式机器人-第二章 2腿式机器人运动学模型及分析

2.腿式机器人运动学模型及分析总述

对于单足或双足弹跳机器人来说，只存在一种步态：walking=hopping

2.1腿式机器人运动模型

2.1.1研究弹跳运动的价值：

• 更好地理解腿式运动的机理
• 更容易向多足机器人平台扩展
• 使运动控制器更加合理，高效。
  
  

2.1.2腿式机器人的运作状态

决定双足仿人型机器人能否实现站姿平衡的核心条件：足底面积的大小

2.1.2.1立姿

2.1.2.2弹跳

2.2腿式机器人运动分析

围绕腿式机器人腿的长度，腿与胯关节夹角(leg angle)，腿式机器人身体姿态(body attitude/posture)，三个表达机器人运动状态的物理量展开运动控制，即可以得到：Three-part Control Algorithm

2.2.1腿式机器人腿的长度

2.2.1.1腿部结构总类

2.2.1.1.1套管伸缩式

2.2.1.1.2铰接关节式腿

2.2.2腿式机器人腿与胯关节夹角(leg angle)

• 在腾空阶段中，对胯关节施加不同大小的转矩，可以有效调节腿与胯关节之间的夹角，从而改变下一次着地点的位置。
• 同时，身体的姿态也会在腾空阶段中发生改变，前倾或后仰（角动量守恒，例：直升机）。
• 为保持平衡，需要在下一次着地阶段中，对机器人的身体姿态，进行调整。
  

2.2.3腿式机器人身体姿态(body attitude/posture)

• 对应不同的着地点，身体姿态会发生不同的运动倾向。
• 假设，地面给予的摩擦力足够大，即机器人脚底不打滑。
• 在胯关节施加一个与身体运动趋势相反的力矩，可以让躯干重新回到平衡位置。
  
  
  思考题：