双足机器人行走稳定性研究.pdf

《双足机器人行走稳定性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第30卷第11期哈尔滨工程大学学报V01．30No．112009年11月JournalofHarbinEngineeringUniversityNOV．2009doi：10．3969／j．issn．1006—7043．2009．11．015双足机器人行走稳定性研究俞志伟，王立权，韩金华(哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：双足机器人行走的稳定性是双足行走最为重要的衡量指标之一．针对传统的基于零力矩点(ZMP)步态稳定性判据方法，分析了ZMP、COP的相互关系，表明在双足机器人与水平地面无粘性力和无吸

2、附力作用下，其ZMP即为压力中心点COP．基于具有足趾关节的双足机器人足底支撑面多种变化，提出对多点接触时支撑多边形区域描述．结合ZMP／COP、COG的在支撑面内相对位置，提出了基于ZMP／COP、COG的综合稳定性判据．经仿真分析，与传统单一的ZMP稳定性判据相比，该综合稳定性判据能够更为准确地反映步态的稳定性．关键词：双足机器人；行走稳定性；综合稳定性判据；支撑区域描述中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1006-7043(2009)11—1285-06Walkingstabilityinbipedalrob

3、otsYUZhi—wei，WANGLi—quan，HANJin—hua(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Stablewalkingisoneofthemostimportantmeasurementindexesforthemovementofbipedalrobots．Af-terreviewingthetraditionalgaitstabilitycri

4、terionbasedonzeromomentpoint(ZMP)，theauthorsanalyzedthere—lationshipbetweenZMPandthecenterofpressure(COP)，andconcludedthattheZMPofabipedalrobotistheCOPofthatbipedalrobotifthereisneithervisconsforcenoradsorptionforcebetweenthebipedrobotanditshori-zontalfooting．Afte

5、ranalyzingdifferencesinhumanoidwalkinggaitscausedbydifferencesinsupportingsurfaces，theauthorsproposedamethodfordescribingthesupportingsurfaceinawaythatsatisfiesregionaldescriptionsofsupportpolygonsunderconditionsofmuhipointcontact．Basedoncomprehensiveconsideration

6、ofthepositionofZMP／COPandthecenterofgravity(COG)inthesupportingsurface，criteriaforcomprehensivestabilitywereputforward．Theresuhsofsimulationsandexperimentsshowthatthismethodismoreaccuratethantraditionalcriteriaforcomprehensiveevaluationofagaitgstability．Keywords：b

7、ipedrobot；walkingstability；comprehensivestabilitycriterion；supportareadescription近些年来，国内外仿人双足机器人的技术发展步态中．针对双足机器人ZMP稳定性判据，也提出迅速，比较著名的仿人双足机器人有日本本田公司了各种步态控制方法，如跟踪理想的ZMP曲线实现最新的ASIMOl1]、索尼公司QRIOJ、东京大学的稳定行走j．另外，还有研究者也提出了相关的稳H7l3]定性判据，如足部翻转指示(footrotateindication，、北京理工大学

8、的“汇童”仿人机器人．双足FRI)稳定性指标。。．基于在动态平衡状态下，足底机器人行走的稳定性是双足行走最为重要的衡量指压力中心点(centerofpressure，COP)与ZMP相重标之一．上世纪70年代，由前南斯拉夫学者M．合，通过COP在支撑面的位置评判双足行走的稳定Vuk0bratovic提出