基于柔性作业路径的步行机器人耦合动力学与步态规划研究

项目名称： 基于柔性作业路径的步行机器人耦合动力学与步态规划研究

项目编号： No.51175383

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 机械工程学科

项目作者： 肖晓晖

作者单位： 武汉大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 双足步行机器人具有腿部行走功能，能适应复杂的非结构化地形。但目前步行机器人动力学和运动规划是基于理想刚性地面假设，不能适应室外自然土壤等柔性作业环境。鉴于此，本项目在前期对轮式移动机器人与动态柔性路径耦合动力学研究的基础上，考虑松软土壤和混凝土地面的粘-弹-塑性，研究步行机器人和路径耦合动力学﹑运动规划和稳定性控制。通过真实路径动力学建模﹑机器人-路径间的刚-粘-弹-塑性耦合﹑路径规划与步态调整的数值分析和物理样机试验，重点研究地面反力和变形等耦合参数对机器人动态响应特性﹑质心轨迹和姿态稳定性的影响规律，探索面向柔性路径作业的步态规划策略。 本项目的研究内容，是步行机器人的应用基础理论。预期成果可克服运动规划时地面理想刚性假设的限制，提高步行稳定性和速度，通过改善关节驱动效率降低步行能耗。对提高步行机器人与真实环境特别是柔性环境的交互作业和环境适应能力具有理论与实际意义。

中文关键词： 柔性路径；步态规划；偏航控制；欠驱动控制；能耗优化

英文摘要：

英文关键词： Compliant working path；Gait planning；Yaw control；Underactuated walking control；Energy consumption optimization