脉冲推力作用的伸缩腿机器人半被动行走控制

作者：田文龙; 张奇志; 周亚丽双足机器人被动行走脉冲推力伸缩腿稳定点

摘要：针对双足机器人半被动行走过程造成能量损失问题,提出了足部运用脉冲推力,腿部添加伸缩装置,两者结合补充损失能量的新思路。被动行走机器人可以在摆动腿与地面冲击造成能量损失瞬间,通过支撑腿足部的脉冲推力做功,或在行走过程中通过支撑腿的伸缩做功,来补充损失能量。将两种能量补充方式相结合,使用杆长可变的倒立摆机器人模型,以支撑腿的伸缩做功和支撑腿离开地面前的脉冲推力做功作为机器人行走的能量补充,采用庞加莱映射方法分析了双足机器人行走的固定点的存在性及系统稳定性,并通过系统仿真验证了这一思路的正确性。仿真结果表明,采用脉冲推力做功与伸缩腿做功相结合的方法,可以实现双足机器人地面上更快速稳定的行走。

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