張 蔓， 高宇博， 李 軍， 王妍瑋， 于惠力

(哈爾濱石油學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150028)

研究與設(shè)計

教學(xué)用雙足步行機器人前向運動建模與研究

張 蔓， 高宇博， 李 軍， 王妍瑋， 于惠力

(哈爾濱石油學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150028)

針對教學(xué)用雙足步行機器人樣機，建立五連桿物理模型，對前向運動進行分析，運用正運動學(xué)理論建立運動學(xué)方程，結(jié)合機器人樣機實際參數(shù)，推導(dǎo)出該雙足機器人各關(guān)節(jié)速度函數(shù)及重心坐標(biāo)；在此基礎(chǔ)上采用ADAMS軟件建立機器人正向運動模型，通過仿真得到關(guān)節(jié)角度變化曲線，進而得到雙足機器人步行過程中關(guān)節(jié)角度的變化規(guī)律。

教學(xué)；雙足機器人；步態(tài)；模型

雙足機器人能模仿人類行走，代替人類去危險的場所作業(yè)。雙足機器人具有和地面接觸面積小，對地面環(huán)境要求不高等優(yōu)點，但也存在行走不穩(wěn)定、速度不能過快、重心不穩(wěn)等問題。因此，研究雙足機器人步態(tài)規(guī)劃非常重要。本文主要研究的是一種用于教學(xué)演示及比賽用的雙足六自由度狹窄足機器人。

1 雙足步行機器人樣機基本參數(shù)

教學(xué)用雙足步行機器人樣機如圖1所示，為建立雙足步行機器人運動學(xué)方程，采集了機器人的身高、體重、關(guān)節(jié)長度等數(shù)據(jù)，雙足步行機器人樣機參數(shù)見表1。

圖1 雙足步行機器人樣機

表1 雙足步行機器人樣機參數(shù)

身高/cm體重/kg髖關(guān)節(jié)到腰上部(S3)/cm踝關(guān)節(jié)到髖關(guān)節(jié)(S2)/cm腳底板到踝關(guān)節(jié)(S1)/cm240