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题名圆弧足被动行走器非光滑动力学仿真研究
被引量：14
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作者
段文杰
王琪
王天舒
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机构
北京航空航天大学动力学与控制系
清华大学航天航空学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2011年第4期765-774,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(10872102
11072014)~~
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文摘
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.
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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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Keywords
non-smooth
linear complementary problem
passive dynamic walker
Coulomb friction
Newton impact
multibody system
dynamics
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分类号
O313.7
[理学—一般力学与力学基础]
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题名摩擦与滚阻对被动行走器步态影响的研究
被引量：12
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作者
郑鹏
王琪
吕敬
郑旭东
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机构
北京航空航天大学航空科学与工程学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第1期162-170,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11772021).
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文摘
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.
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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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Keywords
passive dynamic walker
LuGre friction model
rolling resistance
walking gait
period doubling bifurcation
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分类号
O313.7
[理学—一般力学与力学基础]
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