基于能耗最优的多足机器人综合步态优化方法

摘要：

为综合研究步态参数、摆动腿足端轨迹和机身运动轨迹对多足机器人步态稳定性和能耗的影响,文章提出一种基于能耗最优的多足机器人综合步态优化方法,将步态优化过程转换为两个嵌套的子优化问题.首先,采用一种基于零力矩点稳定性理论的机身运动轨迹规划方法,针对给定的下一步落足点和支撑多边形,规划机身运动轨迹,在保证机身轨迹连续平滑的同时,确保机器人在迈步过程中的稳定性.其次,提出一种基于能耗指标的周期性步态优化方法,建立足式机器人虚拟样机模型作为步态优化模型,对步态参数、摆动腿足端轨迹和机身运动轨迹同时进行优化,保证机器人的步态稳定性,得到使机器人前进单位距离能耗最小的步态.最后,搭建足式机器人虚拟样机仿真平台,仿真结果表明,采用本文的步态优化方法,在保证机器人平稳前进的同时,机器人前进单位距离能耗与优化前相比降低了约14%.

关键词：多足机器人、步态优化、足端轨迹、零力矩点、虚拟样机模型

所属期刊栏目：38

分类号：TP242.6(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金61333008;国家自然科学基金青年科学基金61603037

在线出版日期：2018-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：32-39