四足机器人对角小跑步态控制策略分析.pdf

四足机器人对角小跑步态控制策略分析，主要涉及以下几个知识点： 1. 四足机器人运动控制的挑战 四足机器人在非结构化环境中的稳定步行控制是一个技术挑战。由于环境的多变性和不确定性，基于动力学模型的运动控制策略难以适应不同的地形和障碍物，因此需要更高级的控制策略来提高其适应能力。 2. 中枢模式发生器（CPGs）在四足机器人中的应用 中枢模式发生器是模拟生物体内控制节律性运动的神经回路的模型。CPGs被用于生成协调的运动模式，允许四足机器人自主地产生运动，而不需要上层控制器的详细指令。在四足机器人的控制中，CPGs能够产生对角小跑步态的协调运动，提高机器人在复杂环境下的运动性能。 3. 四足机器人对角小跑步态 对角小跑步态是四足机器人行走时的一种常见步态，其中对角线上的两条腿同时支撑或摆动，使得机器人可以更加稳定和快速地移动。这种步态要求精确控制四足机器人的腿部动作，以确保其在行走过程中的平衡和稳定。 4. 正弦函数规划足端期望轨迹 研究中使用了正弦函数来规划四足机器人的足端期望轨迹。这种方法使得足端的运动轨迹具有周期性和规律性，有助于在仿真实验中模拟出对角小跑步态的运动。 5. D-H坐标法与运动学分析 D-H坐标法是一种用于描述机器人连杆系统的通用方法，通过设置一系列的坐标系来表示连杆之间的位置和方向关系。在四足机器人的研究中，该方法被用于分析机器人腿部在摆动相和支撑相时的运动学，从而获得足端位置与关节角位移之间的关系。 6. 中枢模式发生器的神经振荡器控制器设计 为了实现对四足机器人髋关节和膝关节的运动控制，研究者设计了基于中枢模式发生器的神经振荡器控制器。该控制器建立了一个包含兴奋神经元和抑制神经元的振荡单元模型，通过输出振荡波形来控制四足机器人的关节运动。 7. 对角小跑步态步行仿真和实验研究 通过仿真和实验相结合的方式，验证了理论分析和控制方法的有效性。这种方法能够确保控制策略在实际应用中的可行性和正确性，并且为四足机器人在复杂环境下的稳定步行提供了理论和实验基础。 8. 四足机器人的应用前景 由于四足机器人在非结构化环境中的适应性强、承载能力高、低能耗等特点，它们在星际探测、军事、反恐排雷和娱乐等多个领域有着广泛的应用前景。随着技术的发展，四足机器人将成为仿生机器人领域的研究热点。 9. 研究资金来源 该研究得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金以及上海市教委科研创新资助项目的资金支持，这表明四足机器人运动控制策略的研究受到了学术界和工业界的高度重视。 四足机器人对角小跑步态控制策略的研究涉及到了仿生学、动力学、控制理论、机器人运动学等多个学科的交叉融合。通过对中枢模式发生器的深入研究和应用，提出了有效的四足机器人运动控制方法，这不仅推动了仿生机器人技术的发展，也为未来四足机器人在多样化环境中的应用奠定了坚实的基础。