双足机器人动态楼梯行走的规划与稳定性控制策略

本文探讨了双足机器人在动态上下楼梯过程中的稳定行走问题。双足机器人因其复杂性和动态特性，上、下楼梯时的步态规划和稳定性控制是一项具有挑战性的任务。研究人员针对这一问题，首先提出了结合机器人动态行为的步态规划策略。 在侧向平面上，他们采用了保持机器人质心动态平衡的方法。这意味着机器人在侧向移动时，会通过监控和调整躯干的最大侧向偏移量，确保其在侧向运动中保持稳定，避免翻倒或失去平衡。这种策略强调了稳定性控制的重要性，尤其是在处理不规则地形时。 在机器人前进方向和重力方向的规划中，作者采取了三次多项式拟合的方法。通过传感器实时获取的躯干姿态角和角速度数据，以及楼梯台阶的具体信息，可以精确地计算出机器人重心沿着楼梯运动轨迹的变化。这样做的目的是使机器人的重心始终位于重力作用线上，从而保持整体运动的稳定性，防止机器人在上下楼梯过程中出现倾覆。 整个控制过程依赖于精准的数据分析和实时调整，通过计算机仿真结果来验证这种方法的有效性。仿真结果表明，所提出的步态规划和稳定性控制策略能够有效地提高双足机器人在动态上下楼梯环境中的稳定行走能力，对于双足机器人技术的发展和实际应用具有重要的理论价值和实践意义。 文章的研究背景是国家自然科学重点基金和山东大学自主创新基金的支持，两位作者王海燕和李贻斌分别在双足机器人及机器人智能控制和机械臂、移动机器人、机器人控制等领域有着深厚的学术积累。他们的工作为解决双足机器人在复杂环境下的自主导航和控制提供了新的思路和技术支持。因此，本文不仅是一篇技术论文，也是一份对未来双足机器人技术发展有深远影响的研究成果。