基于变刚度关节的仿生单腿机器人动态平衡控制与优化

项目名称： 基于变刚度关节的仿生单腿机器人动态平衡控制与优化

项目编号： No.51405430

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 朱秋国

作者单位： 浙江大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 腿式机器人运动的平衡性和高效性已经成为机器人领域的研究热点。当机器人需要快速移动时，这两方面就显得尤为重要。本项目借鉴人体下肢的生理特点及行为机制,开展单腿机器人的动态平衡控制和优化研究。首先，根据人体下肢的生理特点和结构，开发具有可变刚度的主被动混合控制仿生关节与仿生单腿机构。在此基础上，通过人体数据采集和分析，建立机器人的飞轮弹性负载倒立摆模型，通过飞轮和腿部的协调控制，以及平衡策略，实现机器人的动态平衡跳跃；研究机器人冗余关节参数的优选方法，满足机器人各关节的协调控制要求，并针对能量效率优化问题，提出建立关节刚度与步频间的联系，实现单腿跳跃的能量最优化。最后，开展单腿机器人的样机研制和实验验证。本项目的研究在推动腿式机器人理论的发展同时，也为促进我国足式仿生机器人的实际应用具有重要现实意义。

中文关键词： 腿足机器人；动态平衡控制；高能效；变刚度；优化

英文摘要： Movement balance and efficiency of legged robots has become a hot research in the field of robot. Especially, when robots are required fast moving, these two aspects are particularly important. In this research , dynamic balance control and optimization o

英文关键词： Legged robot；Dynamic balance control；high energy efficiency；Variable stiffness；Optimization