双足机器人重心在头部_双足机器人制作及其步态运行

双足机器人制作及其步态运行

一、

实验目的

1 .

掌握实验室设备使用方法

2 .

学会

AutoCAD

知识并运用以及学习

arduino

单片机的基本开发

3 .

了解双足机器人平衡控制方法。

二、

原理说明

．

Arduino

使用说明

Arduino

是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬

件(各种型号的

Arduino

板)和软件(

Arduino IDE)

。它构建于开放原始

码

simple I/O

介面版，并且具有使用类似

Java

、

语言的

Processing/Wiring

开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是可

以用来做电路连接的

Arduino

电路板；另外一个则是

Arduino IDE

，你的

计算机中的程序开发环境。你只要在

IDE

中编写双足步态程序代码，将

程序上传到

Arduino

电路板后，程序便会告诉

Arduino

电路板要做怎样

的步态运行。

2 .

双足步态算法

双足机器人平衡控制方法其中的“静态步行”(

static walking

)，

这种方法是在机器人步行的整个过程中，重心(

COG

，

Center of Gravity

)

在机器人底部水平面的投影一直处在不规则的支撑区域(

support

region

)

内，这种平衡控制方法的好处是整个机器人行走的过程中，保证机器人

稳定行动，不会摔倒。但是这个平衡控制方法缺点是行动速度非常缓慢

(因为整个过程中重心的投影始终位于支撑区域)。另一种使用的平衡

控制方法是“动态步行”(

dynamic walking

)，在这个控制方法中机器

人的步行速度得到了极大的飞跃，显而易见，在得到快速的步行速度同

时，机器人很难做到立即停止。从而使得机器人在状态转换的过程中显

现不稳定的状态，为了避免速度带来的影响。零力矩点(

ZMP

)被引入

到这个控制策略中，在单脚支撑相中，引入

ZMP=COG

。引入

ZMP

的好

处在于，如果

ZMP

严格的存在于机器人的支撑区域中，机器人绝不摔倒。

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