双足机器人上楼梯步态的规划与控制

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ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｎｏｄｒｔｅｉｅａｏｏｌｂｕｓａｒｔｂｙ，ｉｓｇｉｓｏｌｌｎｄａｐｏｉａｅｙ，ａｄＩｒｅｏｇｔａｂｐｄｌｒｂｔｃｉｐｔｉｓｓａｌｍｔａｔｈｕｄｂｅｐａｅｐｒｐｒｔｌｎｂｅ
ＳＮｉｎ—ｘ，ＺＵＦｎ，ＩＮｉｇＯＧＸａｉＨＯｅｇＬＡＧＱｎ，ＷＡＧＹｎＮｏｇ
（ｅａｔｎｆｕｏａｉ，ｎｅｓｙｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｙｏｈａＨｅｉｎｕ２０２，ｈａＤｐｒｍｅｔｔｔｎＵｉｒｔｆｉｃｎｅｈｏｇｆｉ，ｆｈｉ３０７Ｃｉ）ｏＡｍｏｖｉＳｅｏＣｎｅＡｎ
关键词：双足机器人；上楼梯；零力矩点；模糊控制；联合仿真
中图分类号：Ｐ４．Ｔ２２３文献标识码：Ａ
ＧａｔＰｌｎｎｇａｎｒｌｏｐｄＲｏｔＣｌｂｎｓａｒｉａｎｉｎｄＣｏｔｏｆａＢｉｅｂｏｉｉｇＵｐｔｉｓｍ
ｃｉ；ｈｎａｆｚｏｔｌｒａｅｉｅｄｕｔｈｌＳｎｌｏｋｅｗｉａｅｈＭｌｅｅｃｎｌｄｔｅｚｃｎｒｌｓｄｓｎｄｔａｊｓｔｅｏｌｇｆｎｌ，ｈｃｍｄｅＰｃｓｄｔｔｅ－ｏｕｙｏｅｗｇｏｒ ’ａｅａｈｔＺｏｏｈ
踝运动轨迹和臀部运动轨迹的规划问题，得到规划步态的并
１引言
双足机器人的研究开始于二十世纪六十年代末，由于其在社会应用与科学研究中具有很高的价值，因此成为机器人研究领域的一个热点 ” 。迄今为止，Ｊ国内外已成功研制出各种双足机器人样机，以实现平地／坡行走、弯、下楼可斜转梯等功能，日本的ＡＩ等。如ＳＭＯ双足步行优于其他移动方式的一个重要方面是它的灵活性，譬如更容易上楼梯、障等。Ｋｅｎ等针对一个七越ｗｏ连杆六自由度的双足机器人，四阶多项式拟合关节角度的用
轨迹，现了双足机器人上下楼梯的步态，未考虑侧方向实但
ｔｒｏｐｏｔｒｇｏｅｆｓｐｒｅｉｎ．ａｄｅｓｒｄｔｅｓａｌｌｉｇｏｉｅａ；ｎｌｉｕｌｒｔｔｐａｕｌｉＡＭＳ，ａｄｕｎｎｕｅｔｅｗａｋｎｆｐｄｌｆａｌａｖｒａｏｏｙｅｗｓｂｉｎＡＤｈｂｂｉｙｔｐｔｎｒａｉｄｔｅａｔｎｏｔｌｃｉｉｇｕｓａｒｙｔｅｃｏｄｎｔｄｓｍｕａｉｎｗｔｔｂｈｉｌｔｎｒｓｌｅｉｅｌｅｈｃｉｆｓｙｌｚｏｂａｍｂｎｐｔｉｂｈｏｒｉａｅｉｌｔｉＭａｌ．Ｔｅｓｍｕａｉｅｕｔｖｒ－ｓｏｈａｏｓｌｈｆｔｎｓｆｈａｆｉｎｐｔｉａｄｔｕｚｏｔｏｌ．ｆｄｔｅｅｆｃｉｅｅｓｏｅｇｔｏｌｉｇｕｓａｒｎｅｆｚｙｃｎｒｌｒｅｅｖｔｉｃｍｂｓｈｅＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｉｅｂｔｌｉｇｕｓａｒ；ＺＢｐｄｒｏ；ＣｉｎｐｔｉｏｍｂｓＭＰ；Ｆｚｙｃｎｒｌｏｒｉａｅｉｌｔｎｕｚｏｔ；Ｃｏｄｎｔｄｓｍｕａｉｏｏ
第２卷第４８期
文章编号：０６— ３８２ｌ）４— １６— ５１０９４（Ｏ１００７０
计
算
机
仿
真
２１年４０１月
双足机器人上楼梯步态规划与控制
宋宪玺，周烽，梁青，王永
（国科学技术大学自动化系，中安徽合肥２０２３０７）
关节的滚转角度进行调整，Ｚ使ＭＰ位置靠近支撑区域中心，保证了机器人的稳定行走；最后在ＡＤＭＳ软件中建立了双足机Ａ器人的虚拟样机，并通过与Ｍａａｔｂ的联合仿真，ｌ实现了双足机器人上楼梯的稳定行走仿真。仿真结果验证了上楼梯步态与
模糊控制器的有效性，系统设计提供了保证。为
摘要：研究双足机器人上楼路径优化技术，了让双足机器人实现稳定的上楼梯的行走，为应规划双足机器人的上楼梯的步
态。为解决对步态进行合理规划与稳定控制问题，出用几何约束法，摆线拟合踝关节运动轨迹，计模糊控制器，踝提用设对