基于Simulink/SimMechanics的四足机器人足端轨迹规划及动态仿真分析  

Trajectory planning and dynamic simulation of quadruped robot based on Simulink/SimMechanics

作　　者：黄照翔 颉潭成[1,2] 徐彦伟 王亚锋[1] HUANG Zhao-xiang;XIE Tan-cheng;XU Yan-wei;WANG Ya-feng

机构地区：[1]河南科技大学机电工程学院,洛阳471003 [2]智能数控装备河南省工程实验室,洛阳471003

出　　处：《制造业自动化》2022年第4期77-82,共6页Manufacturing Automation

基　　金：国家自然科学基金(51805151);河南省高等学校重点科研项目(14B460007);河南省机械装备先进制造协同创新中心资助项目;河南省高等学校重点科研项目(21B460004)。

摘　　要：针对四足机器人在行走过程中,因摆动相与支撑相之间相互切换造成的足端与地面冲击、振动的问题,提出了一种基于改进型等速运动与叠加摆线运动复合的轨迹规划方法。首先对摆动相的足端在水平方向和竖直方向进行运动规律规划;然后,运用复合运动的方法规划足端轨迹在直角坐标空间中的运动轨迹方程,从而获得足端在直角坐标空间中的位置、速度、加速度等信息;最后,在Simulink中建立四足机器人的动态仿真模型,以四足机器人的Trot步态为例,仿真分析所提出的轨迹规划方法在笛卡尔直角坐标空间和关节坐标空间中的运动特性。仿真分析结果表明,基于改进型等速运动规律与叠加摆线运动规律复合的轨迹规划方法得到的轨迹曲线平滑连续,与复合摆线运动规律相比,在水平方向和竖直方向上都能较长时间保持匀速,整体运动平稳,此足端轨迹规划方法较理想。

关 键 词：四足机器人 轨迹规划 动态仿真 复合运动 改进型等速运动规律 叠加摆线运动规律 

分 类 号：TH133.3[机械工程—机械制造及自动化]