步行机摆动腿着地冲击问题分析
尚英, 冯元琨
清华大学自动化系,北京 100084
ANALYSIS ON IMPACT EFFECTS OF SWING LEG IN DYNAMIC WALKING
SHANG Ying, FENG Yuankun
Automation Department, Tsinghua University, Beijing 100084
摘要 摆动腿着地冲击产生的滑动和弹跳破坏了单足支撑态到双足支撑态的直接过渡,是动态步行控制的一大问题.文章对着地冲击过程进行动态建模,并用仿真分析了影响冲击后步行机运动状态的一系列因素,在此基础上提出防止滑动和弹跳所必须满足的条件以及影响冲击后步行运动状态的要素.
关键词 :
双足步行机 ,
支撑态过渡 ,
着地冲击 ,
滑动 ,
弹跳
Abstract :The sliding and bouncing which occurs when the swing leg is contacting the ground destroys the direct support-phase transfer during biped walking. In this paper, we attempt to solve this problem. The whole process of landing impact is analysized through dynamic modeling on a biped mechanism, and a motion simulation is carried out to show how the post-impact states of the biped are affected by some factors. Basing on the experimental results, we provide the conditions that must hold to prevent sliding and bouncing at impact and the factors that determine the post-impact walking velocity.
Key words :
Biped robot
support-phase transfer
landing impact slidng
bouncing
收稿日期: 1995-01-09
基金资助: 自然科学基金
通讯作者:
尚英:女,24岁,硕士.研究领域:两足动态步行的学习控制. 冯元琨:男.62岁,博士生导师.研究领城:机器人学、步行机控制、非线性控制理论及应用.
[2]
刘志远等.双足机器人动态行走时棵关节的力矩控制问题.机器人,1993,15(2), 28-33
[4]
Blajer W et al. Walking with out Impact as a Motion/Force Control Problem. ASME, 1992.114
[3]
Channon P H et al. Modeling and Control of a Biped Robot. J of Syst Eng, 1993.2
[5]
Yoshihiro Sakakibara et al. Low-impact Foot Tajectory for a Quadruped Walking Machine. Advanced Robotics, 1992.7(4)
[1]
Bahman Khosravi-sichani et al. Energy Transformation in Human Movement by Contact. J Biomechanics, 1992,25(8)
[1]
杨茜, 宋光明, 陈天元, 张军, 宋爱国. 一种弹跳机器人姿态调节中离散和连续运动建模与实验研究 [J]. 机器人, 2016, 38(2): 160-168.
[2]
栾云广, 王化明, 赵东标, 王振, 张克通. 燃爆直线型弹跳驱动器分析与试验 [J]. 机器人, 2015, 37(4): 499-505.
[3]
谭人嘉, 刘浩, 李洪谊, 王越超. 胶囊机器人与肠道准静态交互的临界滑动阻力研究 [J]. 机器人, 2014, 36(6): 704-710.
[4]
张军, 宋光明, 李臻, 张颖, 乔贵方, 宋爱国. 可折叠轮式弹跳机器人FoldJumper的运动性能研究 [J]. 机器人, 2014, 36(2): 250-256.
[5]
孙洪涛, 宋光明, 张军, 乔贵方, 李志文, 宋爱国. 一种具有弹跳功能的翻滚式机器人设计与实现 [J]. 机器人, 2013, 35(6): 672-677.
[6]
李哲, 苏兴旺, 阎宏伟, 孙志超, 赵三猛, 武金合. 气动弹跳腿垂直方向稳定跳跃研究 [J]. 机器人, 2013, 35(3): 306-312.
[7]
柏龙, 葛文杰, 陈晓红, 寇鑫. 星面探测仿生间歇式跳跃机器人设计及实现 [J]. 机器人, 2012, 34(1): 32-37,43.
[8]
周波, 戴先中, 韩建达. 野外移动机器人滑动效应的在线建模和跟踪控制 [J]. 机器人, 2011, 33(3): 265-272.
[9]
李志海, 付宜利, 王树国. 四轮驱动滑动吸盘爬壁机器人的动力学研究 [J]. 机器人, 2010, 32(5): 601-607.
[10]
刘刚峰, 赵杰. 面向侦察机器人的气动弹跳机构建模与分析 [J]. 机器人, 2010, 32(4): 510-515.
[11]
张铭, 葛文杰, 柏龙, 陈晓红. 星面探测仿生弹跳机器人设计、仿真及实验 [J]. 机器人, 2009, 31(6): 481-486.
[12]
林玎玎, 刘莉, 赵建东, 陈恳. 双足步行机器人的ZMPCoP检测及研究 [J]. 机器人, 2004, 26(4): 368-372,379.
[13]
钱敏, 吴仲城, 申飞, 戈瑜. 基于测力平台阵列的双足步行机器人实际零力矩点检测 [J]. 机器人, 2004, 26(3): 259-262.
[14]
邓旭玥, 易建强, 赵冬斌. 一种全方位移动机器人的运动学分析 [J]. 机器人, 2004, 26(1): 49-53.
[15]
刘壮志, 席文明, 朱剑英, 吴洪涛. 弹跳式机器人研究 [J]. 机器人, 2003, 25(6): 568-573.