四足机器人的基础主要就是对于步态的设计和分析。对于机器人来说,步态主要控制着机器人整体的运行,对于运行来说,走路的周期和机体的稳定是机器人运动的重点。所以在本论文中,我采用了Trotting步态来实现四足机器人的运动。Trotting步态就是相对角的两只腿拥有着相同的运动状态,这个称为小跑步态。步态的规划对于机器人行走运动起着至关重要的作用,为了能够进行我们所预想动态行走,本论文考虑出了以下几个点:
1、机体的部分和关节处没有较大的冲击,尤其是在着陆的时候与地面应该是软着陆的方式。
2、四足机器人在行走时步态平稳,进退自如并且机身和四条腿之间互相协调。
3、要始终保持机体和地面之间的距离并保持平行且没有上下太大的波动。
4、四足机器人在行走时,腿部跨步迅速平稳,腿部运动的轨迹要光滑且平稳。
5、四足机器人在行走时步态平稳要始终保持机体和地面之间的距离并保持平行且没有上下太大的波动。
6、在占空系数β≥0。5。
2。4 腿部动作以及占空系数β
足式机器人一般具有许多种不一样的运动形式,如双足机器人的‘走’‘跑’,还有四足机器人的‘行走(walk)’‘小跑(trotting)’‘溜步(pace)’和‘奔跑(gallop)’等[7]。对于动物来说它们的运动形式用‘步态’来表示,步态就是指各个腿之间具有一定关系的走路模式。步态则是由相位差(ϕ=(t_i-t_1)/T,0〖≤ϕ〗_i<1),和占空系数(β=腿i的支撑时间/腿i的周期时间)来表示。
相位差是指腿i着地时占整个T的比例。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
因为Trotting步态就是以互为对角上的腿部部位的运动全部一致(对角线的腿的编号分别为1 、3和2 、4),要同时抬起,所以四足机器人在一个步行周期的腿部处于交替的过程里,占空系数β的大小可以分成三种:
(1)当β=0。5时,在对角线上的两只腿一起落地或起步时另一对角线上的两支腿在瞬间做出与其相反的动作。这种总情况视为特殊情况。
(2)当β>0。5时,其运动的较为缓慢,会同时拥有摆动状态和支持状态,就是四足机器人的四只脚都在地面上的情况。
(3)当β<0。5时,四足机器人的行动比较快速,四条腿会有都处于摆动相的情况,在实际的情况下就相当于马奔跑的时候的腾空状态,但是此种状态需要在四足机器人足部安装弹性功能才得以实现。
有上面三种不一样的占空系数,但是我们之研究β≥0。5时的Trotting情况