四足爬行机器人步态分析与运动控制

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陆卫丽，卞新高

*

，焦

建，朱灯林

【摘

要】

摘要：为了实现液压作动的四足步行机器人的稳定行走，根据运动稳

定裕量原则规划四足机器人的直行步态，保证三足支撑机体时稳定裕量为

100

mm

；针对液压缸运动加速度突变导致机体冲击振动的问题，提出了利用

S

型

曲线作为各自由度的运动位移控制规律的方法。按照

JQRI00

型四足步行机器

人原理样机的结构建立了虚拟样机模型，应用仿真软件对所设计步态进行了仿

真，分析了步态的运动学、动力学特征和位移控制方法的运动特征；在四足步

行机器人原理样机上进行了试验，并将试验与仿真结果进行了比较。研究结果

表明，所设计的机器人步态可行，保证了机器人具有较好的行走稳定性；将

S

型曲线用于位移控制，消除了液压缸运动加速度的突变，进一步提高了机体运

行的平稳性。

【期刊名称】

机电工程

【年

(

卷

),

期】

2012(029)008

【总页数】

4

【关键词】

四足机器人；步态规划；运动学和动力学分析；

S

型曲线

0

引

言

四足机器人具有实现静态步行的最少腿数，具备承载力强、稳定性好和结构简

单等优点，一直是国内外学者研究的重点［

1-2

］

。为了更好地适应复杂的工作

环境，从而获得更加广泛的应用，如何实现机器人的高速稳定行走是至关重要

的一环。

由于足式机器人的步行稳定性主要取决于步态［

3

］

，为了获得良好的稳定性，