智能四足机器人结构设计
《2024年具有串并混联结构腿的四足机器人设计》范文

《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,四足机器人因其卓越的稳定性和灵活性,逐渐在众多领域展现出巨大的应用潜力。
为了进一步增强四足机器人的运动性能和适应能力,本文提出了一种具有串并混联结构腿的四足机器人设计。
该设计通过综合串联和并联结构的优势,旨在实现更高效、更灵活的移动方式。
二、四足机器人总体设计1. 机械结构本四足机器人采用模块化设计,主要由机身、四条腿以及控制系统等部分组成。
机身负责承载和控制核心部件,四条腿则采用串并混联结构,以实现更好的运动性能。
2. 串并混联结构腿的设计每条腿由串联结构和并联结构混合组成。
串联结构负责实现腿部的直线运动,而并联结构则提供额外的支撑和稳定性。
这种设计使得四足机器人在行走过程中能够更好地应对复杂地形。
三、串联部分设计串联部分主要由大腿、小腿和足部组成。
大腿和小腿采用轻质高强度的材料制成,以减轻整体重量并提高运动速度。
足部设计为可调节的形状,以适应不同地形。
四、并联部分设计并联部分主要起到支撑和稳定作用。
通过多个液压缸或电机驱动的连杆机构,实现腿部在不同方向上的微调,从而提高机器人的稳定性和灵活性。
此外,并联部分还可以帮助四足机器人在行走过程中更好地应对冲击和振动。
五、控制系统设计控制系统是四足机器人的核心部分,负责实现各种运动控制和协调。
采用高性能的微处理器和传感器,实现对机器人运动的实时监测和控制。
通过预设的算法和程序,使四足机器人能够自主完成各种复杂的运动任务。
六、仿真与实验验证为验证设计的可行性和性能,我们进行了仿真和实验验证。
通过在仿真环境中模拟四足机器人的运动过程,分析其运动性能和稳定性。
同时,在实验过程中对四足机器人进行实际测试,以验证其在不同地形和环境下的运动能力和适应性。
七、结论本文提出了一种具有串并混联结构腿的四足机器人设计,通过综合串联和并联结构的优势,实现了更高效、更灵活的移动方式。
经过仿真和实验验证,该设计在运动性能和稳定性方面表现出色,具有广泛的应用前景。
四足步行机器人结构设计分析

四足步行机器人结构设计分析四足步行机器人是一种模仿动物四肢结构和运动方式设计的机器人,它具有良好的稳定性和适应性,可以在复杂多变的环境中进行行走和动作。
在设计四足步行机器人的结构时,需要考虑其稳定性、速度、承载能力等因素,以实现其在不同场景下的应用。
下面我们将对四足步行机器人的结构设计进行分析。
1. 主体结构四足步行机器人的主体结构通常由机身、四条腿和连接部分组成。
机身作为机器人的主要载体,内部通常安装有控制系统、动力系统和传感器等设备,用于控制机器人的动作和行走。
四条腿通常采用对称布局,每条腿上都安装有多个关节,以实现各种复杂的运动。
连接部分则起到连接机身和四条腿的作用,通常采用轴承和连接杆来实现。
2. 关节设计四足步行机器人的关节设计是其结构设计中的关键部分。
每条腿通常由多个关节组成,包括髋关节、膝关节和踝关节等。
这些关节可以实现机器人的各种运动,如抬腿、摆动、蹬地等。
在设计关节时,需要考虑其承载能力、速度和精度,以保证机器人的稳定性和灵活性。
3. 动力系统四足步行机器人通常采用电机作为动力源,通过驱动关节实现机器人的运动。
在设计动力系统时,需要考虑电机的功率、扭矩和速度等参数,以满足机器人在不同情况下的运动需求。
还需要考虑电池的容量和供电系统的稳定性,以保证机器人具有足够的持久力和稳定性。
4. 控制系统四足步行机器人的控制系统是其核心部分,它通过传感器获取周围环境的信息,并通过算法和控制器实现机器人的自主运动和行走。
在设计控制系统时,需要考虑传感器的类型和位置、控制算法的精度和稳定性,以确保机器人能够准确地感知环境并做出相应的动作。
5. 材料选择在四足步行机器人的结构设计中,材料选择是一个重要的考虑因素。
机身和腿部通常采用轻量且具有一定强度的材料,如铝合金、碳纤维等。
这样可以保证机器人具有足够的强度和刚度,同时又不会增加过多的重量,从而提高机器人的运动性能和效率。
四足步行机器人的结构设计涉及到多个方面,包括主体结构、关节设计、动力系统、控制系统和材料选择等。
四足步行机器人结构设计分析

四足步行机器人结构设计分析四足步行机器人是一种能够模拟动物行走动作的机器人,具有四条腿,能够自主进行步行运动。
它的结构设计是一个关键的因素,决定了机器人的稳定性、灵活性和能够进行的动作。
四足步行机器人通常由机械结构、传感器、控制系统和动力系统四个方面组成。
机械结构是四足步行机器人的基础,它需要设计出能够支撑机器人重量的框架结构,并且能够承受机器人运动时的各种力和力矩。
常见的结构设计有平行连杆机构、链杆机构和并联机构等。
平行连杆机构是最常见的结构,它由四条平行的连杆构成,每条连杆上有一个驱动齿轮和一个被动齿轮,通过驱动齿轮的转动来控制机器人的运动。
传感器是四足步行机器人的感知系统,能够感知机器人周围的环境信息,并将这些信息传递给控制系统。
常见的传感器有惯性测量单元(IMU)、压力传感器、力传感器、视觉传感器和距离传感器等。
IMU能够感知机器人的姿态和加速度,压力传感器和力传感器则可以感知机器人腿部的受力情况,视觉传感器能够感知机器人周围的图像信息,距离传感器可以感知机器人与周围物体的距离。
控制系统是四足步行机器人的控制中心,负责接收传感器的信号,并根据这些信号进行决策,控制机器人进行相应的动作。
控制系统一般采用嵌入式系统或者计算机系统来实现,通过编程算法来控制机器人的姿态、步态和运动轨迹等。
动力系统是四足步行机器人的动力来源,通常采用电动机或液压系统。
电动机具有体积小、重量轻和响应速度快的优点,适合用于小型四足步行机器人;液压系统具有承载能力大、动力输出平稳和响应速度快的优点,适合用于大型四足步行机器人。
在设计四足步行机器人结构时,需要考虑到机器人的稳定性和灵活性。
稳定性是指机器人在行走时是否能够保持平衡,主要取决于机器人的重心位置以及腿部运动的轨迹和速度。
灵活性是指机器人是否能够适应不同的环境和任务需求,主要取决于机器人的步态和关节的自由度。
四足步行机器人常用的步态包括三角步态、四边步态和六角步态等,可以根据实际情况选择合适的步态。
四足步行机器人结构设计分析

四足步行机器人结构设计分析1. 引言1.1 研究背景四足步行机器人是一种模拟动物四肢步行方式设计的机器人,在各种应用领域有着广泛的应用前景。
随着科技的不断发展,四足步行机器人的结构设计也愈发复杂和精密,因此对其结构设计进行深入研究具有重要意义。
四足步行机器人的研究背景主要包括以下几个方面:四足步行机器人具有在不平整地形环境下运动的能力,可以应用于野外探测、紧急救援等领域;四足步行机器人的结构设计是实现其高效稳定运动的基础,对于提高机器人整体性能至关重要;随着人工智能、机器学习等领域的不断进步,四足步行机器人的智能化和自主化水平也在不断提升,需要不断优化其结构设计。
深入研究四足步行机器人的结构设计对于推动机器人技术的发展、提高机器人的复杂环境适应能力具有重要意义。
通过对四足步行机器人结构设计的分析和研究,可以为未来机器人领域的发展提供更多的思路和方法。
1.2 研究目的1. 分析四足步行机器人结构设计的关键部件,探讨它们在机器人性能中的作用和重要性。
2. 总结四足步行机器人的结构设计原则,包括机械传动系统、传感器系统、智能控制系统等方面的设计要点。
3. 探讨四足步行机器人的结构设计方法,比如模块化设计、优化设计等方法,以提高机器人的稳定性和效率。
4. 通过案例分析不同类型的四足步行机器人,分析其结构设计的优劣之处,提出改进和优化的建议,以及对未来技术发展的展望。
通过对四足步行机器人结构设计的深入研究,希望能够为未来机器人设计和制造提供有益的借鉴和参考,推动机器人技术的进步与发展。
1.3 研究意义四足步行机器人是一种模仿动物四肢运动方式的机器人,具有优良的稳定性和适应性。
其在军事侦察、紧急救援、工业生产等领域具有广阔的应用前景。
四足步行机器人的研究不仅可以提高机器人的运动效率和灵活性,还可以深入挖掘动物运动机制,为生物学研究提供新的思路。
四足步行机器人的研究意义主要体现在以下几个方面:1. 提高工作效率:四足步行机器人具有灵活的运动方式和稳定的机械结构,可以适应不同地形和环境,提高工作效率和生产效益。
四足步行机器人结构设计分析

四足步行机器人结构设计分析【摘要】四足步行机器人是一种重要的机器人形态,具有灵活性和稳定性。
本文主要分析了四足步行机器人的结构设计,并探讨了其运动原理和关键技术。
通过对四足步行机器人的功能、优势、结构组成以及发展趋势的分析,揭示了其在各种应用场景中的潜力和重要性。
研究发现,四足步行机器人结构设计的关键技术对于其性能和效率至关重要。
未来工作应重点关注四足步行机器人结构设计的创新和优化,以满足不同领域的需求。
通过本文的分析和总结,可以为四足步行机器人结构设计提供参考和指导,促进其在工业生产、救灾等领域的应用。
【关键词】四足步行机器人、结构设计、分析、功能、优势、组成、运动原理、关键技术、发展趋势、重要性、研究方向、未来、结语1. 引言1.1 四足步行机器人结构设计分析的重要性四足步行机器人结构设计的优化可以提高机器人的工作效率和性能,使其在工业生产、救援和军事等领域中发挥更大的作用。
通过对机器人结构设计的详细分析,可以找出其优势和不足之处,为进一步改进和提升机器人性能提供参考和指导。
四足步行机器人结构设计分析的重要性在于为机器人的进一步发展提供了重要的理论依据和实践指导,可以不断改进和完善机器人的结构设计,提高其性能和适应性,推动机器人技术的发展和应用。
对四足步行机器人结构设计的深入分析是十分必要和重要的。
1.2 研究背景四足步行机器人是一种模仿动物四肢行走的机器人,具有很高的灵活性和适应性,可以在各种复杂环境下执行任务。
随着人工智能和机器人技术的迅速发展,四足步行机器人在军事、救援、探险等领域具有广阔的应用前景。
要实现四足步行机器人的高效运动和稳定性,必须对其结构进行合理设计和优化。
当前,关于四足步行机器人结构设计的研究主要集中在结构组成、运动原理、关键技术和发展趋势等方面。
通过对四足步行机器人结构的深入分析和探讨,可以更好地了解其运动机理和设计原理,为提高其运动性能和稳定性提供有效的指导和支持。
四足步行机器人结构设计分析

四足步行机器人结构设计分析四足步行机器人是一种模仿动物四肢行走方式的机械装置,在近年来得到了广泛的关注和研究。
四足步行机器人的结构设计是其性能表现的关键,本文将针对四足步行机器人的结构设计进行分析和讨论。
一、四足步行机器人的基本结构四足步行机器人通常由机械结构、传动系统、传感器系统和控制系统四个部分组成。
1. 机械结构:四足步行机器人的机械结构是其最基本的组成部分,也是承载整个机器人重量和提供运动支撑的关键。
一般来说,四足步行机器人的机械结构应具备良好的稳定性、强度和刚度,以保证机器人在行走过程中能够稳定地支撑自身重量,并克服外部环境的摩擦力和阻力。
2. 传动系统:四足步行机器人的传动系统用于实现机器人四肢的运动控制,一般采用电机和液压缸等执行机构作为驱动装置,并通过传动装置将动力传递到机器人的四肢上。
传动系统的设计应保证机器人在行走过程中能够实现灵活的步态控制和高效的动力传递,以提高机器人的运动性能和适应性。
3. 传感器系统:四足步行机器人的传感器系统用于获取机器人周围环境的信息,并将其反馈到控制系统中进行处理和分析。
常用的传感器包括摄像头、激光雷达、惯性测量单元等,用于实现机器人的环境感知和自主导航能力。
4. 控制系统:四足步行机器人的控制系统用于实现对机器人运动和姿态的精确控制,一般包括运动控制、姿态控制和步态规划等功能。
控制系统的设计应保证机器人能够实现稳定、高效的步行运动,并具备一定的自主导航和应急反应能力。
二、四足步行机器人的结构设计要点1. 机械结构设计要点(1)结构设计要具备足够的稳定性和刚度,以支撑机器人的重量和提供稳定的运动平台。
(2)结构设计要符合机器人的运动特性和应用环境,以保证机器人在各种复杂地形下能够稳定行走。
(3)结构设计要考虑机器人的组装和维护便捷性,以提高机器人的可靠性和可维护性。
2. 传动系统设计要点(1)传动系统设计要具备高效的动力传递和快速的响应性能,以实现机器人的灵活运动控制。
四足步行机器人结构设计分析

四足步行机器人结构设计分析四足步行机器人是一种模拟动物四肢步行方式的机器人。
它具有良好的适地性和灵活性,可以应用于各种复杂环境中,例如救援、探索、农业等。
四足步行机器人的结构设计是实现其步行运动和完成任务的关键。
1. 机械结构设计:四足步行机器人的机械结构主要包括机身、四肢、关节和传动系统等部分。
机身的设计应考虑到重心的稳定性和机器人的整体刚性,一般采用轻质材料和合理的结构布局。
四肢的设计应具有足够的力量和灵活性,能够适应不同地形和姿势的需求。
关节的设计应具有足够的承载能力和运动范围,一般采用旋转关节和伸缩关节等。
传动系统的设计应考虑到传动效率和可靠性,一般采用电机驱动和齿轮传动等。
2. 控制系统设计:四足步行机器人的控制系统主要包括感知、决策和执行三个层次。
感知的设计应采用多种传感器,如摄像头、激光雷达、陀螺仪等,用于获取周围环境的信息。
决策的设计应基于感知信息和任务要求,通过算法和模型计算出合理的运动策略和路径规划。
执行的设计应将决策结果转化为相应的机器人动作,控制四肢的运动和保持平衡。
3. 动力系统设计:四足步行机器人的动力系统主要包括电源和驱动器。
电源的设计应提供稳定和持久的电能供应,一般采用电池或者燃料电池等。
驱动器的设计应根据机器人的重量和动作需求选择适当的电机和控制器,一般采用无刷直流电机和腿部驱动器等。
4. 结构分析:为了实现高效、稳定、灵活的步行运动,四足步行机器人的结构应进行结构分析。
通过有限元分析等工具,分析机器人在不同工况下的受力和变形情况,优化机械结构。
还应考虑到机器人的自重、荷载和动作过程中的冲击和振动等因素,进行合理设计和选材。
5. 运动学和动力学分析:为了保证步行机器人的运动稳定性和效率,需要进行运动学和动力学分析。
运动学分析可以确定机器人的运动轨迹和姿态,动力学分析可以计算出机器人的受力和力矩。
通过分析得到的结果,可以对机器人的运动控制和力量调节进行优化和改进。
《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》

《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,四足机器人因其卓越的稳定性和灵活性,在复杂地形中的适应性日益受到关注。
本文旨在设计一种具有串并混联结构腿的四足机器人,以提高机器人的运动性能和适应能力。
本文将详细介绍该四足机器人的设计思路、结构特点及优势。
二、设计思路1. 总体设计本设计的四足机器人采用模块化设计思想,将机器人分为上位机、驱动系统、腿部结构和控制系统等部分。
其中,腿部结构采用串并混联结构,以提高机器人的运动性能和稳定性。
2. 串并混联结构串并混联结构是指在一个机械结构中同时存在串联和并联的元素。
在四足机器人的腿部设计中,我们采用此结构以提高机器人的灵活性和稳定性。
在腿部关节处,我们采用并联结构以提高关节的承载能力和运动范围;而在腿部驱动和传动部分,我们采用串联结构以提高传动效率和动力传递的准确性。
三、结构特点1. 腿部设计四足机器人的腿部采用串并混联结构,包括大腿、小腿和足部等部分。
大腿和小腿通过关节进行连接,并在关节处采用并联结构以提高承载能力和运动范围。
此外,我们还设计了弹簧减震系统,以吸收机器人运动过程中的冲击和振动。
2. 驱动系统驱动系统采用电机和传动装置的串联结构,将电机的动力传递给腿部各关节。
我们选用高性能的直流无刷电机,以保证机器人具有足够的动力和运动速度。
此外,我们还设计了传动装置的润滑系统,以减少传动过程中的摩擦和磨损。
3. 控制系统控制系统是四足机器人的核心部分,我们采用先进的控制算法和传感器技术,实现对机器人运动的精确控制。
我们选用高性能的微处理器作为控制核心,通过传感器实时获取机器人的状态信息,并根据预设的算法对机器人进行控制。
此外,我们还设计了人机交互界面,以便用户对机器人进行操作和监控。
四、优势1. 运动性能优越:采用串并混联结构的腿部设计,使机器人具有较高的灵活性和稳定性,能在复杂地形中实现高效的运动。
2. 承载能力强:在关节处采用并联结构,提高了机器人的承载能力,使其能承载更重的负载。
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智能四足机器人结构设计摘要对于我们的未来生活,每个人有不同的构想,但大多数人都相信,在将来的社会,机器人将作为家庭的一员进入我们的生活,与我们每天朝夕相处。
可现在普遍存在人们心中的疑问是:将来机器人将以何种身份进入我们的生活,是玩伴还是佣人,智能步行机器人的设计就是为了将来机器人能进入我们中国人的家庭生活,为我们的家庭生活带来欢乐。
本设计采用关节型结构,成功地设计了智能步行机器人的本体结构。
本机器人具有前后行、平地侧行等基本行走功能。
另外机器人头部还装有CD摄影机,胸腔内部可装备内置电源和智能设备。
本设计参考了狗的结构组成,使得机器人结构尽量与狗的本体结构相似,尤其在长度配比方面。
本设计的结构比较复杂,关节数目众多,为了力求优化设计,设计者兼顾了关键部件的互换性和结构紧凑的原则。
所有的关节都用了2036型的直流伺服电机作为驱动源,充分利用伺服电机的特性。
伺服电机的驱动都采用了谐波减速器机构,该减速方案减速比大、效率高,是比较理想的减速方案。
关键词:智能四足机器人;结构设计;谐波传动Intelligent Four-Foot Robot Frame DesignAbstractFor our future life,everyone had different ideas,but most people believe that,in future society,the robot as a family into our lives,and we can now daily overnight with the common people's hearts Question is: what will be the future status of robot into our lives,playmates or servants,the design of intelligent walking robot is to the future robot can enter our Chinese people's family lives,for our happy family life.The design of a joint structure,the successful design of intelligent walking robot,the body structure. The robot has before and after the trip,the ground adjacent to the basic operating functions. Another robot is also equipped with CD camera head,chest internal equipment can be built-in power supply,and intelligent. The reference design of the structure of the robot,making the structure as the robot dog,the dog's body similar to the structure,particularly in the area ratio of length. The design of the structure is more complicated,the large number of joints,in an effort to optimize the design,designers take into account the interchangeability of key components of the compact structure and principles. All joints are composed of a 2036-type of DC servo motor as a driver and make full use of servo motor characteristics. Servo motor drives are used harmonic reducer,the slowdown in the programme reduction ratio,high efficiency,The ideal slowdown is a good programme.Keywords:intelligent four-foot robot ; structural design; harmonic drive目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1 本课题的来源、研究目的和意义 (6)1.2 国内外步行机器人的发展概况 (8)1.3本设计的主要内容 (10)第2章智能四足机器人的设计 (11)2.1 自由度的分配及结构方案的设计 (11)2.1.1 自由度的分配 (11)2.1.2 结构方案的设计 (12)2.2关节驱动方案的选择 (14)2.3 传动方案的选择 (15)2.3.1 传动方式 (15)2.3.2减速器和减速比的选择 (15)2.3.3电机与减速器的连接方式 (18)2.4 结构特点及性能参数 (19)2.4.1智能四足机器人的结构特点 (19)2.4.2智能四足机器人的结构性能参数 (20)第3章部分关节部件设计计算 (23)3.1各关节力矩的计算 (23)3.1.1膝关节静力矩的计算 (23)3.1.2髋关节向前后运动自由度的静力矩的计算 (24)3.1.3髋关节左右摆动时静力矩的计算 (25)3.1.4颈关节摆动时的静力矩的计算 (26)3.2谐波传动组件的选择与计算 (26)3.3圆柱齿轮减速器组件选择与计算 (26)3.4各关节所需电机的选择与计算 (27)第4章其它部件的选择 (29)第5章成本估算和环保分析 (31)5.1成本估算 (31)5.2环保与经济分析 (31)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)第1章绪论1.1本课题的来源、研究目的和意义本课题是步行机器人项目之一。
该项目从表演性和娱乐性方面着手,显示其存在的价值和实力,同时又是从高技术方面展现其当今科技的发展方面和前景。
步行机器人属于机器人的范畴,要谈论步行机器人,有必要先了解机器人的概况。
自从七十年代工业机器人应用与工业生产以来,机器人对工业生产的发展,劳动生产率、劳动市场、环境工程都产生了深远的影响。
几十年来,机器人技术以惊人的速度发展起来。
第一代示教机器人已广泛应用于生产;第二代具有感知的机器人的研究已取得了很大的突破;第三代类人四足机器人的研究已成为许多国家的高科技前沿项目之一。
在核工业场所,深海石油平台的维护、战场上排雷、弹药运输、火场救火等方面,机器人相对与人类来说都有很大的优越性。
机器人在其他工农业领域也正有越来越广泛的应用[1]。
随着社会的发展,社会分工越来越细,尤其在现代化的大生产中,有的人每天就只管拧同一个部位的一个螺母,有的人整天就是接一个线头,就像电影《摩登时代》中演示的那样,人们感到自己在不断异化,各种职业病开始产生。
于是人们强烈希望用某种机器代替自己工作。
于是人们研制出了机器人,代替人完成那些枯燥、单调、危险的工作。
由于机器人的问世,使一部分工人失去了原来的工作,于是有人对机器人产生了敌意。
“机器人上岗,人将下岗。
”不仅在我国,即使在一些发达国家如美国,也有人持这种观念。
其实这种担心是多余的,任何先进的机器设备,都会提高劳动生产率和产品质量,创造出更多的社会财富,也就必然提供更多的就业机会,这已被人类生产发展史所证明。
任何新事物的出现都有利有弊,只不过利大于弊,很快就得到了人们的认可。
比如汽车的出现,它不仅夺了一部分人力车夫、挑夫的生意,还常常出车祸,给人类生命财产带来威胁。
虽然人们都看到了汽车的这些弊端,但它还是成了人们日常生活中必不可少的交通工具。
英国一位著名的政治家针对关于工业机器人的这一问题说过这样一段话:“日本机器人的数量居世界首位,而失业人口最少,英国机器人数量在发达国家中最少,而失业人口居高不下”,这也从另一个侧面说明了机器人是不会抢人饭碗的。
美国是机器人的发源地,机器人的拥有量远远少于日本,其中部分原因就是因为美国有些工人不欢迎机器人,从而抑制了机器人的发展。
日本之所以能迅速成为机器人大国,原因是多方面的,但其中很重要的一条就是当时日本劳动力短缺,政府和企业都希望发展机器人,国民也都欢迎使用机器人。
由于使用了机器人,日本也尝到了甜头,它的汽车、电子工业迅速崛起,很快占领了世界市场。
从现在世界工业发展的潮流看,发展机器人是一条必由之路。
没有机器人,人将变为机器;有了机器人,人仍然是主人。
此次机器人的设计可以借鉴以往的步行机器人来设计,尤其是在步态行走中,机器人的步态是在步行过程中,机器人各个关节在时序和空间上的一种协调关系,通常由各关节的运动轨迹来描述。
步态规划的目标是产生期望步态,即产生在某个步行周期中能实现某种步态的各关节运动轨迹,这个目标的实现就依赖于有效而可靠的步态规划方法。
步态规划是机器人稳定步行的基础,也是双足步行机器人研究中的一个关键技术。
要实现和提高机器人的行走性能,必须研究实用而有效的步态规划方法。
双足机器人自由度较多,运动链结构复杂,行走时各自由度之间的关系协调比较困难。
采用传统的两步规划法,将前向运动与侧向运动分开进行,虽然可以获得稳定步态,但机器人行走动作不流畅。
为解决此问题,在根据双足机器人的自身特点进行步态规划时采用三步规划法。
三步规划法在两步规划法基础上,通过对关节运动曲线进行修正,获得更加流畅的行走步态。
第1步根据双足步行机器人的结构特点,规划机器人行走时的基本姿态及运动轨迹;第2步则根据双足机器人的运动学方程,确定其余各关节的运动;第3步对各关节的运动轨迹进行修正,获得更加流畅的步态灵活多样的运动能力是生物体特有的一种属性,没有这种属性,生物体无法获取食物,无法逃脱危险,无法繁衍生息。
双足步行是高级生命的一种运动形式,对这种运动形式的机理研究及其机械再创造是一项极富挑战的课题。
双足机器人是双足生物运动形式的机械再创造,与其它移动机器人(轮式、履带式、爬行式等)相比,双足机器人具有高度的适应性与灵活性。
双足机器人与地面接触点是离散的,可以选择合适的落脚点来适应崎岖的路面,它既可以在平地行走,也可以在复杂的非结构化环境中行走,如在凹凸不平的地面行走、在狭窄的空间里移动、上下台阶和斜坡、跨越障碍等。