台阶环境下被动行走机器人步态的阵发性与激变现象

1

作者 高建设 高亦阳 +2 位作者 赵佳毅 梁杰 饶晓波 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期320-327,共8页

被动行走是双足机器人类实现低能耗拟人步态的重要途径,但目前研究多集中于斜面环境而很少涉及常见的台阶环境,仅考虑斜面一种行走环境制约了被动行走理论研究成果的适用性。本文以一种圆弧足被动行走机器人为研究对象,建立了机器人在... 被动行走是双足机器人类实现低能耗拟人步态的重要途径,但目前研究多集中于斜面环境而很少涉及常见的台阶环境,仅考虑斜面一种行走环境制约了被动行走理论研究成果的适用性。本文以一种圆弧足被动行走机器人为研究对象,建立了机器人在台阶环境下的动力学模型,采用分岔图和李雅普诺夫指数等数值工具,分析了机器人的步态动力学行为,发现了混沌行走模式中的周期窗口。研究表明:周期窗口内存在步态通向混沌的阵发性(I型)路径和(内部)激变路径,均会导致步态的混乱程度发生剧烈变化。其中,I型阵发由鞍结分岔所引起,内部激变由不稳定周期轨道与“弱”混沌吸引子的碰撞所产生。研究结果拓展了被动行走理论的适用范围,有助于理解被动行走机器人的混沌步态。 展开更多

关键词 被动行走 双足机器人 步态动力学 分岔 混沌 李雅普诺夫指数 阵发性 激变

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带仿生躯干的被动行走机器人步态特性 被引量：1

2

作者 魏巍 丁维高 谢进 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期477-484,共8页

为改善被动行走机器人的步态特性,受人体躯干同时具有刚性骨骼和柔性软组织启发,提出一种带刚柔仿生躯干的被动行走机器人模型,并研究其非线性动力学特性.将仿生躯干柔性部分等效为带质量的弹簧阻尼器,建立仿生躯干被动行走机器人的动... 为改善被动行走机器人的步态特性,受人体躯干同时具有刚性骨骼和柔性软组织启发,提出一种带刚柔仿生躯干的被动行走机器人模型,并研究其非线性动力学特性.将仿生躯干柔性部分等效为带质量的弹簧阻尼器,建立仿生躯干被动行走机器人的动力学模型.分别分析仿生躯干的等效弹性系数、等效阻尼系数、等效质量对被动行走机器人的行走步长和步行速度的影响规律,并与刚性躯干模型的结果进行对比.研究结果表明:相比于刚体躯干,仿生躯干使得被动行走具有更加丰富的步态行为;仿生躯干柔性不仅影响被动行走的行走步长及行走速度,还影响被动行走的稳定性;适当的躯干柔性可以在维持稳定周期步态的同时,提高被动行走机器人的行走步长及步行速度;与刚性躯干相比,带仿生躯干的被动行走步长能提高12%,行走速度能提高2%. 展开更多

关键词 步行机器人 被动行走 躯干 柔性 步态特性

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圆弧足被动行走机器人步态多重稳定性研究

3

作者 暴雨萌 饶晓波 +1 位作者 丁顺良 高建设 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1784-1795,共12页

目前关于被动行走步态的研究主要是揭示参数变化对其稳定性的影响,而对于步态多重稳定性的研究则较为少见.步态的多重稳定性不仅是行走模式多样化产生的根源,还是引发步态突变的关键因素.尽管当前共存步态的存在性已受到关注,但关于这... 目前关于被动行走步态的研究主要是揭示参数变化对其稳定性的影响,而对于步态多重稳定性的研究则较为少见.步态的多重稳定性不仅是行走模式多样化产生的根源,还是引发步态突变的关键因素.尽管当前共存步态的存在性已受到关注,但关于这些步态的产生、演化以及消失机制的系统性研究尚未开展.为此,文章以圆弧足被动行走机器人为研究对象,应用胞映射及点映射算法探索到与周期一步态共存的几种高周期步态,绘制了共存步态的三维吸引盆并对这些步态的行走特性进行了详细的对比分析.此外,基于跳跃矩阵法改进了Poincaré-Newton-Floquet(PNF)算法,对被动行走系统的不稳定轨道及其对应的Floquet乘子进行了求解,并结合吸引盆进一步揭示了步态演化过程中的分岔和激变现象.研究结果表明,共存步态的周期越高,其平均步速越快,但步态稳定性越差;这些共存步态均由极限环的折叠分岔产生,并由倍周期级联路径通向混沌,最终与不稳定轨道在吸引盆边界上产生碰撞而消失.文章的研究结果有助于理解被动行走步态的多重稳定性,并为机器人的优化设计及稳定控制提供理论依据. 展开更多

关键词 被动行走 多重稳定性 PNF方法 倍周期分岔 折叠分岔 边界激变

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圆弧足被动行走器非光滑动力学仿真研究 被引量：14

4

作者 段文杰 王琪 王天舒 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期765-774,共10页

传统的被动行走器动力学研究方法是将被动行走器模型视为双足轮流铰接于地面(或纯滚动)的倒立摆模型,并应用角动量守恒假设计算支撑腿转换时足地碰撞后的系统运动状态.但该方法不能分析足地之间的滑动现象、足地之间的非完全塑性碰撞现... 传统的被动行走器动力学研究方法是将被动行走器模型视为双足轮流铰接于地面(或纯滚动)的倒立摆模型,并应用角动量守恒假设计算支撑腿转换时足地碰撞后的系统运动状态.但该方法不能分析足地之间的滑动现象、足地之间的非完全塑性碰撞现象和两足同时着地的情况.采用基于线性互补的非光滑动力学方法,给出了一种基于中点格式积分一步的时间步进方法,可以有效地分析足地间的摩擦和碰撞现象,应用该方法对被动行走器进行数值仿真,发现了两种新的周期性步态,一种是带摩擦滑动现象的步态,另一种是支撑足转换时发生多次碰撞现象的步态,数值仿真结果还表明,较大的摩擦系数和较小的法向恢复系数更有利于被动行走器实现稳定周期步态行走. 展开更多

关键词 非光滑 线性互补 被动行走器 库伦摩擦 牛顿碰撞 多体系统 动力学

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双足被动行走模型局部稳定性分析 被引量：3

5

作者 胡运富 赵杰 +1 位作者 朱延河 臧希喆 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1485-1490,共6页

为了实现双足被动机器人进行稳定周期行走,给出了求解双足被动模型不动点的方法,并详细分析了被动行走模型各机械参数和斜面坡度对稳定不动点存在的影响,并分析各参数在给定初始条件下,对模型收敛到稳定周期运动状态速度的影响以及各参... 为了实现双足被动机器人进行稳定周期行走,给出了求解双足被动模型不动点的方法,并详细分析了被动行走模型各机械参数和斜面坡度对稳定不动点存在的影响,并分析各参数在给定初始条件下,对模型收敛到稳定周期运动状态速度的影响以及各参数对模型稳定不动点状态变化的影响.结果表明:较小的腿质量(m∈[0.3kg,30kg]),较高的质心位置(Kc∈[0.0304,0.6240]),合适的足半径(Kr=0.16),较大的转动惯量(KJ=0.128)以及合适的斜面坡度(β∈[0.02rad,0.1rad]有利于提高被动机器人的局部稳定性. 展开更多

关键词 被动行走 不动点 双足机器人 周期 相空间 局部稳定性

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简单被动行走模型仿真及不动点的吸引盆计算 被引量：5

6

作者 柳宁 李俊峰 王天舒 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2008年第1期18-22,共5页

简单回顾了被动行走的发展,建立了无量纲形式的平面直腿圆弧足被动行走动力学模型,详细介绍了被动行走模型仿真的步骤.并且采用胞胞映射计算得到该圆弧足模型的吸引盆,发现该模型的吸引盆大于以前研究者研究的点状足模型的吸引盆.这表... 简单回顾了被动行走的发展,建立了无量纲形式的平面直腿圆弧足被动行走动力学模型,详细介绍了被动行走模型仿真的步骤.并且采用胞胞映射计算得到该圆弧足模型的吸引盆,发现该模型的吸引盆大于以前研究者研究的点状足模型的吸引盆.这表明在初始状态变量偏离不动点很大时,模型仿真仍可收敛到稳定的步态,即该模型具有较高的鲁棒性. 展开更多

关键词 被动行走 吸引盆 不动点 胞胞映射 双足步行 周期

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基于脉冲推力作用的双足机器人半被动行走 被引量：6

7

作者 张奇志 周亚丽 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期102-106,共5页

研究了半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题.使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用支撑腿的脉冲推力作为行走的动力源.通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数.采用庞加莱映射方法证明了半被动... 研究了半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题.使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用支撑腿的脉冲推力作为行走的动力源.通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数.采用庞加莱映射方法证明了半被动双足机器人行走固定点的存在性及其稳定性.分析了脉冲推力作用方向对双足机器人稳定行走的影响,并讨论了固定点存在的动力学附加条件.针对模型已知和未知2种情况,分别设计了行走控制律.理论分析和仿真结果表明,采用所提出的控制方法,半被动机器人可以在水平面上稳定行走,当脉冲推力作用方向与前腿垂直时控制效率最高. 展开更多

关键词 双足机器人 半被动行走 脉冲推力 固定点 稳定性

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简单双足被动行走模型仿真和分析 被引量：2

8

作者 胡运富 朱延河 +1 位作者 吴晓光 赵杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期490-494,499,共6页

为了更准确理解双足被动机器人运动的本质特征,加强模型研究对实际样机设计的指导作用,采用数值仿真和Adams验证的方法研究简单两杆直腿圆弧足被动模型.分析了该被动模型的特点并通过拉格朗日法建立了与其对应的动力学模型;根据机器人... 为了更准确理解双足被动机器人运动的本质特征,加强模型研究对实际样机设计的指导作用,采用数值仿真和Adams验证的方法研究简单两杆直腿圆弧足被动模型.分析了该被动模型的特点并通过拉格朗日法建立了与其对应的动力学模型;根据机器人稳定行走周期步态在相平面内表现为极限环特点,通过Matlab工具给出了理想模型稳态行走仿真的详细过程,分析并得出机器人能够周期稳态行走的初值条件,运动特点和运动过程中动能、势能的分布、变化过程以及相互转化关系,同时利用Matlab的仿真结果实现Ad-ams对现实样机模型稳态行走的仿真分析,为下一步对机器人稳定性分析提供了基础,为后续研究被动机器人样机提供设计依据. 展开更多

关键词 被动行走 不动点 双足机器人 相空间 庞加莱映射

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伸缩腿双足机器人半被动行走控制研究 被引量：6

9

作者 张奇志 周亚丽 《动力学与控制学报》 2019年第1期1-6,共6页

研究半被动伸缩腿双足机器人行走控制和周期解的全局稳定性问题.使用杆长可变的倒立摆机器人模型,以支撑腿的伸缩作为行走动力源,采用庞加莱映射方法分析了双足机器人行走的不动点及其稳定性.当脚与地面冲击时,假设两腿间的夹角保持为常... 研究半被动伸缩腿双足机器人行走控制和周期解的全局稳定性问题.使用杆长可变的倒立摆机器人模型,以支撑腿的伸缩作为行走动力源,采用庞加莱映射方法分析了双足机器人行走的不动点及其稳定性.当脚与地面冲击时,假设两腿间的夹角保持为常数,设计了腿伸缩长度的支撑腿角度反馈控制率.证明了伸缩腿双足机器人行走过程不动点的全局稳定性.仿真结果表明,本文提出的腿伸缩长度反馈控制可以实现伸缩腿双足机器人在水平面上的稳定行走,并且周期步态对执行器干扰和支撑腿初始角速度干扰具有鲁棒性. 展开更多

关键词 双足机器人 伸缩腿 周期解 不动点 半被动行走

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被动行走中躯干对能量效率的影响

10

作者 冯帅 刘凯 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期112-115,共4页

针对有躯干双足机器人的被动行走,以躯干对双足步行的影响为侧重点,采用Matlab仿真的方式建立了2个纯被动有躯干机器人模型,分别为腿部无质量模型和腿部有质量模型.研究了2个模型中不同躯干质量、躯干长度对步行能量效率的影响,并将这2... 针对有躯干双足机器人的被动行走,以躯干对双足步行的影响为侧重点,采用Matlab仿真的方式建立了2个纯被动有躯干机器人模型,分别为腿部无质量模型和腿部有质量模型.研究了2个模型中不同躯干质量、躯干长度对步行能量效率的影响,并将这2个模型的结果与对应的纯被动无躯干机器人模型进行了对比.结果表明:在相同的步行速度下,无躯干的机器人比有躯干的机器人更省能,躯干质量越小、躯干长度越小,机器人步行越省能.即在双足被动行走中,躯干在能量效率方面起不利作用. 展开更多

关键词 双足机器人 躯干 被动行走 能量效率

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双足机器人被动行走的混沌运动分析

11

作者 赵秋玲 张君华 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2013年第6期1-4,共4页

在双足机器人沿小斜坡向下被动行走的问题中,考虑了双足和刚性双腿的质量对运动状态的影响。根据第二类拉格朗日方程,建立了行走的动力学模型。通过数值仿真得到系统的Lyapunov指数和Poincaré映射图。比较发现:如果不考虑双足和刚... 在双足机器人沿小斜坡向下被动行走的问题中,考虑了双足和刚性双腿的质量对运动状态的影响。根据第二类拉格朗日方程,建立了行走的动力学模型。通过数值仿真得到系统的Lyapunov指数和Poincaré映射图。比较发现:如果不考虑双足和刚性双腿的质量,模型可以稳定行走的斜面倾斜角范围最大;考虑了双足和双腿的质量,模型可以稳定行走的斜面倾斜角范围变小;在同样倾斜角的斜面上,模型的运动状态可随着双足和双腿质量的增加而由周期变成混沌,最后变成不能稳定行走。 展开更多

关键词 双足机器人 被动行走 混沌 LYAPUNOV指数 Poincare映射图

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摩擦与滚阻对被动行走器步态影响的研究 被引量：11

12

作者 郑鹏 王琪 +1 位作者 吕敬 郑旭东 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期162-170,共9页

本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩... 本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩阻;其次利用第二类Lagrange方程推导出了该系统的动力学方程,并通过与已有成果的对比确定了合适的LuGre摩擦模型参数;最后仿真分析了摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.研究发现:摩擦系数的改变虽然对被动行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较小,但摩擦系数的减小会改变其行走步态类型,如发生倍周期分岔甚至混沌现象;然而,滚阻系数的改变会对行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较大,尚未发现滚阻系数的改变会引起其行走步态的变化. 展开更多

关键词 被动行走器 LuGre摩擦模型 滚动摩阻 行走步态 倍周期分岔

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简单双足被动行走机器人局部稳定性分析 被引量：5

13

作者 王蕾 张奇志 周亚丽 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2014年第2期89-94,共6页

建立了双足被动行走机器人的罗盘模型,并采用拉格朗日方程得到了机器人的动力学方程。为了判断模型的局部稳定性,介绍了寻找不动点的方法,通过数值仿真方法获得稳定的极限环。分析了罗盘模型中机械参数与斜坡角度对稳定性和稳定不动点... 建立了双足被动行走机器人的罗盘模型,并采用拉格朗日方程得到了机器人的动力学方程。为了判断模型的局部稳定性,介绍了寻找不动点的方法,通过数值仿真方法获得稳定的极限环。分析了罗盘模型中机械参数与斜坡角度对稳定性和稳定不动点状态变化的影响。最后采用了一种半解析法计算雅克比矩阵特征值,与数值计算方法结果进行了对比,为数值计算中的步长选择提供了依据。 展开更多

关键词 双足被动行走 罗盘模型 不动点 局部稳定性 周期 雅克比矩阵

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脉冲推力作用的伸缩腿机器人半被动行走控制

14

作者 田文龙 张奇志 周亚丽 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2018年第2期49-53,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 双足机器人 被动行走 脉冲推力 伸缩腿 稳定点

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足地接触对被动行走机器人步态动力学行为的影响

15

作者 高建设 郑子怡 +2 位作者 宛磊 李奎 吴广良 《郑州大学学报(工学版)》 2025年第3期1-10,共10页

为解决被动行走机器人步态研究中难以分析滑移、弹起等复杂步态的动力学行为的问题,搭建了一种考虑足地接触的圆弧足被动行走机器人模型,分析其在路面材料变化的复杂行走路况下表现出的多种行走模式,并揭示了多参数协同演化下的步态失... 为解决被动行走机器人步态研究中难以分析滑移、弹起等复杂步态的动力学行为的问题,搭建了一种考虑足地接触的圆弧足被动行走机器人模型,分析其在路面材料变化的复杂行走路况下表现出的多种行走模式,并揭示了多参数协同演化下的步态失稳机制。首先,引入赫兹接触模型与库仑摩擦模型描述足地间的法向接触力与切向摩擦力,使用第二类拉格朗日方程进行动力学建模;其次,通过改变接触参数模拟不同弹性与摩擦特性的行走路面,采用数值仿真对行走中的滑移、弹起、跌倒等现象进行研究,获得使机器人行走性能较好的足地接触条件;最后,使用分岔图、时间响应图等工具对机器人各结构参数协同演化时的行走步态进行分析。研究结果表明:摩擦系数大于0.24且阻尼系数大于4.37×10^(6) kg/(m^(1.5)·s)的足地接触环境是机器人稳定行走的必要条件,摩擦系数和阻尼系数的减小将分别使步态出现滑移和弹起,且摩擦系数对步态的影响占主导地位,两接触参数持续减小将使机器人摔倒;在结构参数中,髋关节质量及转动惯量的减小、足半径增大都更有利于机器人适应大范围的行走斜面角度;同时观察到,无论结构参数如何演化,机器人都将随着斜面角度的增大通过滑移而引发步态失稳。 展开更多

关键词 被动行走机器人 滑移 弹起 动力学分析 数值模拟

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柔性腿无缘轮黏滞-滑动过程的被动动态行走运动特性分析

16

作者 包晏名 张奇志 周亚丽 《动力学与控制学报》 2024年第7期59-69,共11页

为了分析存在摩擦力情况下柔性腿无缘轮的运动步态,分析了柔性腿无缘轮黏滞与滑动两种运动状态相互转换的条件,通过拉格朗日第一类方程建立了系统的动力学模型,在建模时解除了单支撑阶段的切向约束条件,增加了摩擦力项以实现当摩擦力不... 为了分析存在摩擦力情况下柔性腿无缘轮的运动步态,分析了柔性腿无缘轮黏滞与滑动两种运动状态相互转换的条件,通过拉格朗日第一类方程建立了系统的动力学模型,在建模时解除了单支撑阶段的切向约束条件,增加了摩擦力项以实现当摩擦力不足时的滑动状态建模.分析了不同摩擦因数下柔性腿无缘轮的运动步态情况,发现了最多可能产生4种运动行为.研究了不同步态对于系统能量的影响,并发现滑动的产生增加了系统在单支撑阶段的动能.利用Newton-Raphson迭代法和庞加莱映射发现了4种运动行为均存在不动点并且轨迹稳定,同时发现柔性腿无缘轮具有滑动的步态有着良好的鲁棒性.通过研究不同初始动能对系统滑动步态的影响,发现了系统动能或者角速度在一定的范围内存在一个极小的停滞区间,使得系统单支撑阶段在通过直立平衡面附近时会产生长时间的滑动,导致系统的不稳定. 展开更多

关键词 被动行走 柔性腿无缘轮 黏滞-滑动 库伦摩擦 极限环

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变刚度半被动双足机器人行走的仿人控制 被引量：3

17

作者 张瑞 张奇志 周亚丽 《力学与实践》 北大核心 2020年第5期551-557,共7页

研究了变刚度半被动双足机器人行走控制问题。采用仿人的行走控制策略,使用变刚度双足弹簧负载倒立摆模型,利用模型自稳定性,在双支撑阶段调整后腿刚度使机器人的能量保持在期望能量附近,在单支撑阶段调整摆动腿落地位置控制质点的高度... 研究了变刚度半被动双足机器人行走控制问题。采用仿人的行走控制策略,使用变刚度双足弹簧负载倒立摆模型,利用模型自稳定性,在双支撑阶段调整后腿刚度使机器人的能量保持在期望能量附近,在单支撑阶段调整摆动腿落地位置控制质点的高度和前向速度。仿真结果表明:本文采用的控制策略可以实现双足机器人在水平面上的稳定行走,无扰动时可以使机器人实现零输入的被动周期行走,有外部扰动时腿部变刚度控制可使机器人总能量恢复平衡并重新进入稳态行走,控制系统具有鲁棒性。 展开更多

关键词 双足机器人 仿人控制 弹簧负载倒立摆模型 变刚度 半被动行走

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表征被动双足行走的二维无边轮辐的动力学及稳定性分析 被引量：1

18

作者 奚如如 王兴松 韩亚丽 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1066-1074,共9页

为验证具有被动行走特征的二维无边轮辐稳定极限环的存在,使静止于斜坡上的无边轮辐以不同的初始运动条件开始运动,对其进行运动学及动力学分析,建立表征被动双足行走理论的无边轮辐模型的无碰撞阶段运动方程及碰撞瞬间切换方程.利用庞... 为验证具有被动行走特征的二维无边轮辐稳定极限环的存在,使静止于斜坡上的无边轮辐以不同的初始运动条件开始运动,对其进行运动学及动力学分析,建立表征被动双足行走理论的无边轮辐模型的无碰撞阶段运动方程及碰撞瞬间切换方程.利用庞加莱映射理论进行斜坡上滚动的无边轮辐运动稳定性分析,结果表明,不动点与极限环为轮辐运动稳定性的表征参数,且不动点与极限环的存在与轮辐的辐条数目、惯性矩参数、运动初始条件和斜坡角度有关.利用M ATLAB软件对不动点与极限环的存在进行仿真分析,验证了在一定的斜坡角度和初始运动条件下无边轮辐可实现稳定持续的下坡滚动.基于无边轮辐模型可建立斜坡上行走的无驱动被动双足行走模型,将下坡时由重力提供的驱动力等同于主动驱动力施加到平面上行走的无驱动被动双足行走模型,可以减少驱动能量损耗及简化行走控制理论. 展开更多

关键词 无轮辐轮 被动双足行走 庞加莱映射 不动点 极限环

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单电动机驱动的半被动双足机器人设计与实现 被引量：6

19

作者 张奇志 周亚丽 +3 位作者 徐鑫鑫 张万杰 律晔 吴康 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2016年第2期1-6,共6页

研究了半被动双足机器人系统的设计问题。提出了一种双足机器人驱动腿的设计方法,给出了半被动双足机器人机械结构、控制系统和软件系统的设计方案。设计并实现了一种采用单电动机驱动的半被动双足机器人,该机器人具有重量轻、结构紧凑... 研究了半被动双足机器人系统的设计问题。提出了一种双足机器人驱动腿的设计方法,给出了半被动双足机器人机械结构、控制系统和软件系统的设计方案。设计并实现了一种采用单电动机驱动的半被动双足机器人,该机器人具有重量轻、结构紧凑、功耗低的特点,可以简化为可变支撑杆长的倒立摆系统。初步实验表明,该机器人适合半被动双足机器人行走控制的实验研究。 展开更多

关键词 双足机器人 半被动行走 固定点

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平面半被动双足机器人步态稳定性分析 被引量：1

20

作者 张朝旭 张奇志 周亚丽 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2014年第4期30-36,共7页

建立了以踝关节脉冲推力为动力源的平面半被动双足机器人模型,并推荐利用拉格朗日第二类方程得到机器人的动力学方程。为判断模型的稳定性,采用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的固定点及其稳定性,并讨论了模型稳定行走的动... 建立了以踝关节脉冲推力为动力源的平面半被动双足机器人模型,并推荐利用拉格朗日第二类方程得到机器人的动力学方程。为判断模型的稳定性,采用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的固定点及其稳定性,并讨论了模型稳定行走的动力学附加条件。分析了模型中各机械参数对模型稳定性的影响。最后,在脉冲推力作用时添加扰动模型仍能稳定行走,证明模型对脉冲干扰具有鲁棒性。 展开更多

关键词 双足机器人 半被动行走 脉冲推力 稳定性 鲁棒性

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