基于变阻尼半主动关节的仿人双足机器人步态规划和控制方法研究

本项目以提高仿生双足机器人的地面适应能力和抗振动能力为目标，研究一种采用半主动驱动关节的双足机器人机构，并研究其步态规划和阻尼控制技术。地面适应能力和低能耗是提高双足机器人的运动能力，走向实用化的关键技术之一。本项目首先研究具有半主动驱动功能的机器人关节，通过磁流变阻尼器实现关节在主动、半主动状态间转换和半主动状态的实现，并实现关节减振，在此基础上研制具有半主动关节的5自由度双足机器人；然后，以提高地形适应能力，降低能耗为目标，对机器人的主动-被动混合式双足步态进行研究；最后，对关节在半主动状态下的阻尼控制算法进行研究，并进行实验研究，验证所研制的半主动双足机器人机构和理论算法的有效性。通过本项目研究，为具备低能耗、柔顺驱动能力的高性能仿人双足机器人的研制探索一条新的解决途径。

为解决目前双足机器人地形适应能力差和能耗高的问题，研制出一种采用半主动关节的双足机器人机构。在双足步行步态规划方面提出一种主动、被动混合式步态规划方法，并解决了周期步行中半主动关节的主动、被动状态平稳转换的控制问题；在考虑足—地面碰撞的机器人减振控制方面，分析了半主动关节的减振机理，实现了双足支撑状态周期转换中碰撞振动下关节平稳运动控制。