六足机器人有哪些常见步态?各步态是如何运动的?
六足的步态分类包括SlowGait(全支撑步态)、WaveGait(波动步态)、RippleGait(交替波动步态)、Metachronal Gait(时序步态)、TetrapodGait(四足交替步态)、TripodGait(三角步态)和DoubleTripod(双三角步态)。每种步态具有不同的抬腿顺序、每步抬腿数、周期步数和运动特征,如SlowGait严格单腿交替移动,稳定性高但速度慢。
一、六足机器人的方向定义与腿部位置编号
基于机器人自身视角,以机器人头部朝向为前方,尾部为后方。再按照对称分组、单侧顺序或自定义的模式给腿部位置编号。
以下各步态抬腿顺序,以3DOF逆时针顺序模式给腿部编号为例。
| 头 | |
| 左前腿 (ID1 ID2 ID3)→ 1 | 右前腿(ID16 ID17 ID18)→ 6 |
| 左中腿(ID4 ID5 ID6)→ 2 | 右中腿(ID13 ID14 ID15)→ 5 |
| 左后腿(ID7 ID8 ID9)→ 3 | 右后腿(ID10 ID11 ID12)→ 4 |
| 尾 | |
二、六足机器人的步态分类表
|
英文名 |
标准术语 |
别名/译名 |
抬腿顺序(示例) |
每步抬腿数/周期步数 |
运动特征 |
|---|---|---|---|---|---|
|
Slow Gait |
全支撑步态 |
低速步态 六步态 |
1→4→2→6→3→5 1→6→2→5→3→4 严格交替对角 |
1/6 |
严格单腿交替移动,无动作重叠,5腿全程支撑,稳定性极高,速度极慢。 |
|
Wave Gait |
波动步态 |
波浪步态 波纹步态 |
左侧(前1/中2/后3) 右侧(前6/中5/后4) 1→2→3→6→5→4 单侧连续波浪 |
1/6 |
同一侧腿从前到后波浪推进,相邻腿动作有相位重叠,速度略快于全支撑步态。 |
|
Ripple Gait |
交替波动步态 |
涟漪步态 |
组1(左前1/右中5/左后3) 组2(右前6/左中2/右后4) 1→5→3→6→2→4 两组交替对角 |
1/6 |
分两组交替单腿移动,平衡稳定性与速度,减少重心波动。 |
|
Metachronal Gait |
时序步态 |
节律步态 分段波动步态 |
前(1-6)→中(2-5)→后(3-4) 分段时序 |
2/3 |
分阶段时序推进(前中后腿分段运动),适合复杂地形。 |
|
Tetrapod Gait |
四足交替步态 |
四角步态 三步态 |
组1(1-5)→组2(2-4)→组3(3-6) 三组交替对角 |
2/3 |
模仿四足动物交替对角步态,支撑平面为四边形,每组移动2腿,4腿支撑,平衡速度与稳定性。 |
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Tripod Gait |
三角步态 |
三脚步态 二步态 |
组1(1-3-5)→组2(2-4-6) 两组交替摆动 |
3/2 |
3腿摆动,3腿支撑,交替动作,存在“停顿期”,速度快但稳定性低。 |
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Double Tripod |
双三角步态 |
同步步态 交替三角 步态 |
组1(1-3-5)→组2(2-4-6) 两组同步摆动 |
3/2 |
两组三角同步摆动,瞬时无支撑依赖惯性,需动态平衡控制,高速但稳定性低。 |
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