吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (4): 1287-1296.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201604039
张帅帅1, 荣学文1, 李贻斌1, 李彬2
ZHANG Shuai-shuai1, RONG Xue-wen1, LI Yi-bin1, LI Bin2
摘要: 为了使四足机器人能够通过姿态调整提高其自身的地形适应性,给出了机器人姿态调整角的计算方法。四足机器人在行走过程中通过躯干的摆动增加稳定裕度,并使用五次曲线对躯干运动轨迹进行规划,保证了整个运动过程的连续性。另外,为克服机器人无法获取地形信息的不足,规划了一种矩形摆动足足底轨迹。仿真实验结果表明:使用提出的静步态规划方法,四足机器人可以在未知地形信息的情况下,实时、自主、稳定地通过复杂度较高的崎岖地形。
中图分类号:
[1] Rong Xue-wen, Li Yi-bin, Ruan Jiu-hong,et al. Design and simulation for a hydraulic actuated quadruped robot[J]. Journal of Mechanical Science and Technology,2012, 26(4): 1171-1177. [2] McGhee Robert B, Frank Andrew A. On the stabil-ity properties of quadruped creeping gaits[J]. Mathematical Biosciences, 1968, 3: 331-351. [3] Lee Tsu-tian, Shih Ching-long. A study of the gait control of a quadruped walking vehicle[J]. Robot-ics and Automation, 1986, 2(2): 61-69. [4] Dimitris Pongas, Mistry Michael, Schaal Stefan. A robust quadruped walking gait for traversing rough terrain[C]∥Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, Roma, Italy, 2007:1474-1479. [5] Buchli Jonas,Kalakrishnan Mrinal, Mistry Michael, et al. Compliant quadruped locomotion over rough terrain[C]∥Proceedings of the IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems, St. Louis, USA, 2009:814-820. [6] Kalakrishnan Mrinal, Buchli Jonas, Pastor Peter,et al. Fast, robust quadruped locomotion over challenging terrain[C]∥Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, Anchorage, Alaska, USA, 2010:2665-2670. [7] Zico Kolter J, Rodgers Mike P, Ng Andrew Y. A control architecture for quadruped locomotion over rough terrain[C]∥Proceedings of the IEEE Inter-national Conference on Robotics and Automation, Pasadena, CA, USA, 2008: 811-818. [8] 黄博,赵建文,孙立宁. 基于静平衡的四足机器人直行与楼梯爬越步态[J]. 机器人,2010,32(2):226-232. Huang Bo,Zhao Jian-wen,Sun Li-ning. Straight walking and stair climbing gait of quadruped robot based on static balance[J]. Robot, 2010, 32(2): 226-232. [9] 王鹏飞. 四足机器人稳定行走规划及控制技术研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学机电工程学院,2007. Wang Peng-fei. Research on quadruped robot steadily walking planning and controlling technology[D]. Harbin: School of Mechanical and Electrical Engineering, Harbin Institute of Technology, 2007. [10] 冯华山, 王润孝,赵国斌,等. 四足机器人坡面静步态平衡方法研究[J]. 机械科学与技术,2009,28(4):436-441. Feng Hua-shan, Wang Run-xiao, Zhao Guo-bin,et al. A balance method for the static gait of a quadruped robot over a slope[J]. Mechanical Science and Tech-nology for Aerospace Engineering, 2009, 28(4): 436-441. [11] 高杉. 四足机器人静态全方位步行的稳定性研究及实验仿真[D]. 青岛: 中国海洋大学工程学院,2008. Gao Shan. The study of stability in omnidirectional static walking of a quadruped robot and the simulation[D]. Qingdao: College of Engineering, Ocean University of China,2008. [12] de Santos P G, Garcia E, Estremera J. Quadru-pedal Locomotion: an Introduction to the Control of Four-legged Robots[M]. London: Springer, 2007:59-60. [13] Shin-Min Song, Waldron Kenneth J. An analytical approach for gait study and its applications on wave gaits[J]. International Journal of Robotics Research, 1987, 6(2):60-71. [14] Joaquin Estremera, de Santos Pablo Gonzalez. Generating continuous free crab gaits for quadruped robots on irregular terrain[J]. IEEE Transactions on Robotics, 2005, 21(6): 1067-1076. [15] Messuri D, Klein Charles A. Automatic body regulation for maintaining stability of a legged vehicle during rough-terrain locomotion[J]. IEEE Journal of Robotics and Automation, 1985, 1(3): 132-141. [16] Havoutis Ioannis, Ortiz Jesus, Bazeille stéphane,et al. Onboard perception-based trotting and crawling with the hydraulic quadru-ped robot (HyQ)[C]∥Intelligent Robots and Systems (IROS), Tokyo Big Sight, Japan, 2013: 6052-6057. |
[1] | 顾万里,王萍,胡云峰,蔡硕,陈虹. 具有H∞性能的轮式移动机器人非线性控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1811-1819. |
[2] | 李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826. |
[3] | 赵爽,沈继红,张刘,赵晗,陈柯帆. 微细电火花加工表面粗糙度快速高斯评定[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1838-1843. |
[4] | 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555. |
[5] | 闫冬梅, 钟辉, 任丽莉, 王若琳, 李红梅. 具有区间时变时滞的线性系统稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1556-1562. |
[6] | 张茹斌, 占礼葵, 彭伟, 孙少明, 刘骏富, 任雷. 心肺功能评估训练系统的恒功率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1184-1190. |
[7] | 董惠娟, 于震, 樊继壮. 基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1191-1198. |
[8] | 田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852. |
[9] | 张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏. 基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 853-858. |
[10] | 王林, 王洪光, 宋屹峰, 潘新安, 张宏志. 输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 518-525. |
[11] | 胡云峰, 王长勇, 于树友, 孙鹏远, 陈虹. 缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 236-244. |
[12] | 朱枫, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 张士涛. 基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1868-1875. |
[13] | 晋超琼, 张葆, 李贤涛, 申帅, 朱枫. 基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1876-1885. |
[14] | 冯建鑫. 具有测量时滞的不确定系统的递推鲁棒滤波[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1561-1567. |
[15] | 许金凯, 王煜天, 张世忠. 驱动冗余重型并联机构的动力学性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1138-1143. |
|