高负载四足机器人的步态规划与控制

系统仿真学报 ›› 2015, Vol. 27 ›› Issue (3): 529-533.

高负载四足机器人的步态规划与控制

胡楠¹, 李少远¹, 黄丹², 高峰³

1.上海交通大学自动化系系统控制与信息处理教育部重点实验室, 上海 200240;
2.上海交通大学航空航天学院, 上海 200240;
3.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室, 上海 200210

收稿日期:2014-04-15 修回日期:2014-04-29 出版日期:2015-03-08 发布日期:2020-08-20
作者简介:胡楠(1986-),男,河南开封,博士生,研究方向为非线性控制,机器人运动控制。
基金资助:
国家973重点基础研究发展计划项目(2013CB035500);国家自然科学基金重点项目(61233004,61221003);国家自然科学基金面上项目(61374109);国家自然科学基金青年基金项目(61104091,61304078)

Gait Planning and Control of Quadruped Robot with High Payload

Hu Nan¹, Li Shaoyuan¹, Huang Dan², Gao Feng³

1. Department of Automation, Key Laboratory of System Control and Information Processing, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China;
2. School of Aeronautics and Astronautics, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China;
3. School of Mechanical Engineering, State Key Laboratory of mechanical system and vibration Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China

Received:2014-04-15 Revised:2014-04-29 Online:2015-03-08 Published:2020-08-20

摘要/Abstract

摘要： 针对高负荷的四足机器人设计了位置控制器,实现了机器人在平坦地面上的稳定行走。使用的四足机器人为自主研发,该机器人设计有特殊的驱动系统和创新性的并联式腿结构,实现了机器人的高负载能力。利用Bezier曲线为机器人设计了足尖运动轨迹,提高了机器人的稳定性。仿真结果和实验验证了所设计控制器的有效性。

关键词: 四足机器人, 步态规划, 平坦地面, 轨迹规划

Abstract: A position controller for a quadruped robot with high payload was proposed. The robot was developed by the lab, and the high payload capacity was realized by the specific design of its actuation system, integrating novel high precision actuators, and by its legs, composed by a new family of parallel mechanisms. The foot trajectory was scheduled based on the Bezier curve in order to improve the stability of quadruped robot. The performance and efficiency of the proposed methods were verified by simulation and experiments.

Key words: quadruped robot, gait planning, even terrain, trajectory planning

中图分类号:

TP24

胡楠, 李少远, 黄丹, 高峰. 高负载四足机器人的步态规划与控制[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(3): 529-533.

Hu Nan, Li Shaoyuan, Huang Dan, Gao Feng. Gait Planning and Control of Quadruped Robot with High Payload[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(3): 529-533.

[1]	曾思劼, 晏良, 段晓君. 基于PCE方法的无人机轨迹规划与分析[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(1): 145-152.
[2]	段现银, 张灿, 朱泽润, 孙朝阳, 蒋国璋, 向峰. 逆解多目标优化的六自由度机械手轨迹规划[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(9): 2128-2137.
[3]	蒋泽睿, 杨立军, 李俊, 焦晓龙, 郑航. 自动跟踪口腔手术灯的运动学分析与仿真[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(12): 2864-2879.
[4]	修素朴, 文元桥, 肖长诗, 元海文, 詹文强. 倾转四旋翼自主降落的设计与仿真[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(9): 1676-1685.
[5]	尤波, 王明睿, 李智, 丁亮. 基于模型预测控制的轮式移动机器人轨迹规划[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(4): 591-600.
[6]	廖瑛, 季海雨, 薛高雄. 基于伪谱法的巡航导弹最优闭环制导方法[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(9): 3464-3471.
[7]	孙雷, 张丽爽, 周璐, 张雪波. 一种基于Bezier曲线的移动机器人轨迹规划新方法[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(3): 962-968.
[8]	徐海东, 干苏, 任杰, 王斌锐, 金英连. 基于Hopf振荡器的四足机器人步态CPG调节[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(12): 3092-3099.
[9]	曹凯, 黄肖肖, 于云, 刘春. 自主车辆避障安全路径的可达集建模[J]. 系统仿真学报, 2016, 28(3): 526-533.
[10]	苏程, 王砚麟, 刘继涛, 赵志刚. 紧耦合多机器人联合吊运系统虚拟平台仿真分析[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(12): 2981-2987.