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足式机器人出色的运动能力,使其可以适应在多种路面环境下的行进和越障,可以广泛应用于交通运输和军事作战,因此在军用和民用领域都日渐受到关注。机器人的运动能力很大程度上依赖于机器人的机械结构、驱动方式以及建立在这些基础之上的运动控制策略。机械结构和驱动方式在设计运动控制策略之前一般已经都被确定,则机器人的可控自由度和可控变量已确定,此时机器人运动能力的强弱基本上全部依赖于运动控制策略的优劣。本文针对足式机器人的运动控制,在明确研究对象的前提之下,主要针对单足机器人和四足机器人的运动学特性和动力学特性,系统分析和研究了适用于两者的运动控制方法。针对单足机器人的运动控制研究主要基于单足动力学模型,而针对四足机器人的运动控制研究则是基于四足步态模型,其中涉及了三维机械模型的建模与仿真。根据上述研究方法,本文在足式机器人的物理模型、数学模型、控制方法、以及算法仿真方面进行了诸多分析和实验,得到了以下研究成果:(1)基于弹簧负载倒立摆(SLIP)模型研究,采用基于有限状态机的运动控制逻辑实现对运动状态的判断;通过关节功能解耦以及参数自调整的速度控制方法,实现了对前进速度和身体姿态的控制;为了保持机器人的持续运动能力,设计了在运动过程中针对腿部弹簧的能量补偿方法实现了对弹跳高度的控制。在最终的仿真实验中,单足机器人实现了速度为1.2m/s的跳跃运动。(2)基于四足动物静步态模型的研究,设计了自上而下的分层运动控制逻辑;根据四足机器人采用静步态时的外界环境,设计了可以实现越障功能的运动轨迹规划逻辑;根据关节驱动方式,采用基于参数线性化的近似驱动动力学模型设计关节控制器;并且根据其对运动稳定性的要求,采用了基于身体质心处平衡分析的稳定性判据用于运动轨迹规划。在最终的仿真实验中,四足机器人实现了跨距为0.2m的静步态运动。(3)采用SolidWorks三维机械建模软件设计的单足和四足机械模型。其中单足模型为单腿单关节结构,关节驱动方式模拟电机驱动;四足模型为四条腿总共12个关节的并联结构,关节驱动方式模拟液压驱动。采用ADAMS动力学仿真软件设计的仿真实验环境,最终通过与MatlabSimulink进行联合仿真验证了本文运动控制方法的有效性。