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基于双足机器人步态规划的研究
基于双足机器人步态规划的研究
摘要：
随着机器人技术的快速发展，双足机器人逐渐成为研究的热点。双足机器人的步态规划是其关键技术之一，它确定了机器人行走时各个关节的运动轨迹。本文总结了当前双足机器人步态规划的研究现状和存在的问题，并提出了一种改进的步态规划方法。实验结果表明，该方法能够有效地提升双足机器人的行走性能和稳定性。
关键词：双足机器人，步态规划，动态稳定性，运动轨迹
1.引言
双足机器人作为一种复杂的机器人系统，具备了类似人类的双腿结构和行走能力。它可以在不平坦的地面上行走，完成各种任务。而步态规划作为双足机器人的核心技术，决定了机器人行走时运动的方式和轨迹。因此，合理有效的步态规划是实现双足机器人运动的关键。
2.相关工作
目前，双足机器人步态规划的研究主要集中在动态稳定性和运动轨迹两个方面。动态稳定性是指机器人在行走过程中保持平衡的能力，通常通过控制机器人重心位置和姿态来实现。运动轨迹的规划旨在确定双足机器人各个关节的运动轨迹，使其行走更加稳定和自然。
3.步态规划方法
本文提出了一种改进的步态规划方法，主要包括以下几个步骤：
3.1重心位置规划
通过对双足机器人的外部环境进行感知和分析，确定机器人行走时的重心位置。重心位置的规划与机器人的动态稳定性密切相关，需考虑地面坡度、摩擦力、行走速度等因素。
3.2姿态规划
根据机器人的重心位置和步态规划要求，确定机器人各个关节的姿态角度。姿态规划需要综合考虑机器人的运动灵活性和稳定性，避免关节过度伸展或过度弯曲。
3.3运动轨迹规划
在确定了重心位置和姿态后，通过运动轨迹规划确定机器人各个关节的运动路径。运动轨迹的规划包括关节空间和笛卡尔空间两个层次，需要考虑关节的运动限制和机器人的稳定性要求。
4.实验结果与分析
为验证所提出的步态规划方法的有效性，我们进行了一系列实验。实验结果表明，所提出的步态规划方法能够提升双足机器人的行走性能和稳定性。与传统的步态规划方法相比，该方法能够更好地适应不同的地形和环境。
5.结论与展望
本文研究了基于双足机器人步态规划的方法，提出了一种改进的步态规划方法，并进行了实验验证。实验结果表明，所提出的方法能够提升机器人的行走性能和稳定性。未来的研究可以进一步探索步态规划方法在其他机器人系统中的应用，如四足机器人和多足机器人。
参考文献：
[1]Wang,Y.,Chen,J.,Wang,W.,etal.(2020).Gaitplanningandstabilitycontrolforahumanoidrobot.IEEEAccess,8,14068-14077.
[2]Zhang,Q.,Zhang,L.,Wei,B.,etal.(2019).Gaitplanningandcontrolforaquadrupedrobotbasedonstablelimitcyclewalking.JournalofBionicEngineering,16(1),53-64.
[3]Sugano,Y.,Nakamura,Y.,&Nakamura,K.(2004).Bipedwalkingpatterngenerationbyusingpreviewcontrolofzero-momentpoint.Proceedings2004IEEEInternationalConferenceonRoboticsandAutomation,2004,1620-1626.