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用于四足机器人的离散式串联弹性脊柱关节设计
1
作者
苏家豪
刘思宇
+5 位作者
卢春雷
郭朝
王志瑞
闫曈
党睿娜
苏波
《兵工学报》
北大核心
2025年第4期137-149,共13页
为提高四足机器人的运动步幅和在运动中的抗冲击性能,以猎豹为仿生对象进行运动机理分析,设计一种具有串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator,SEA)的离散式仿生脊柱关节。采用SEA为驱动单元,布置在脊柱箱体与腿足关节之间,模拟生物肌...
为提高四足机器人的运动步幅和在运动中的抗冲击性能,以猎豹为仿生对象进行运动机理分析,设计一种具有串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator,SEA)的离散式仿生脊柱关节。采用SEA为驱动单元,布置在脊柱箱体与腿足关节之间,模拟生物肌肉特性提供被动柔顺性。脊柱整体设计采用2自由度离散式构型,实现伸展和蜷曲两种奔跑姿态,提高运动步幅。基于D-H参数法,建立了2自由度离散式脊柱四足机器人的运动学模型,并对四足机器人的运动步幅进行了对比分析。搭建四足机器人实验平台,开展性能测试实验。在bound步态下的实验结果表明:在步幅测试实验中,含脊柱的四足机器人运动步幅提高了73.72%;对比刚性躯干,在跳跃过程中可以减少前腿大腿电机峰值力矩35.2%、前腿小腿峰值力矩12.0%、后腿大腿峰值力矩45.7%以及后腿小腿峰值力矩10.3%,且各关节电机输出力矩的均值、标准差均明显降低。
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关键词
离散式脊柱
串联弹性驱动器
步幅提升
力矩缓冲
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职称材料
题名
用于四足机器人的离散式串联弹性脊柱关节设计
1
作者
苏家豪
刘思宇
卢春雷
郭朝
王志瑞
闫曈
党睿娜
苏波
机构
武汉大学动力与机械学院
中兵智能创新研究院有限公司
群体协同与自主实验室
出处
《兵工学报》
北大核心
2025年第4期137-149,共13页
基金
群体协同与自主实验室开放基金项目(QXZ23013101)。
文摘
为提高四足机器人的运动步幅和在运动中的抗冲击性能,以猎豹为仿生对象进行运动机理分析,设计一种具有串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator,SEA)的离散式仿生脊柱关节。采用SEA为驱动单元,布置在脊柱箱体与腿足关节之间,模拟生物肌肉特性提供被动柔顺性。脊柱整体设计采用2自由度离散式构型,实现伸展和蜷曲两种奔跑姿态,提高运动步幅。基于D-H参数法,建立了2自由度离散式脊柱四足机器人的运动学模型,并对四足机器人的运动步幅进行了对比分析。搭建四足机器人实验平台,开展性能测试实验。在bound步态下的实验结果表明:在步幅测试实验中,含脊柱的四足机器人运动步幅提高了73.72%;对比刚性躯干,在跳跃过程中可以减少前腿大腿电机峰值力矩35.2%、前腿小腿峰值力矩12.0%、后腿大腿峰值力矩45.7%以及后腿小腿峰值力矩10.3%,且各关节电机输出力矩的均值、标准差均明显降低。
关键词
离散式脊柱
串联弹性驱动器
步幅提升
力矩缓冲
Keywords
discrete spine
series elastic actuator
stride length increase
torque buffering
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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作者
出处
发文年
被引量
操作
1
用于四足机器人的离散式串联弹性脊柱关节设计
苏家豪
刘思宇
卢春雷
郭朝
王志瑞
闫曈
党睿娜
苏波
《兵工学报》
北大核心
2025
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