1、第二章第二章 移动机器人的运动机构移动机器人的运动机构 腿足式机器人腿足式机器人 四足机器人步态四足机器人步态 轮式机器人轮式机器人 轮和底盘轮和底盘12.1 腿足式机器人腿足式机器人 适应性和机动性好适应性和机动性好 结构和控制复杂结构和控制复杂腿的数目腿的数目 腿的自由度腿的自由度 2个自由度的腿 3个自由度的腿动作：抬腿、摆腿、蹬腿、动作：抬腿、摆腿、蹬腿、弯腿弯腿 增加腿足的自由度可扩大机器人可行走的地形范围，增强了机器人以不同步态行走的能力；附加的自由度则带来了能量、控制和负荷等方面的问题。两轮自平衡小车摩擦力f、支持力N、重力G、惯性力F机器人保持向前倾斜一个小角度的平衡状态轮子必
2、须在不断的加速，让 F惯性力保持不变两轮自平衡机器人只能实现动态稳定 步态规划步态规划步态(Gait)：是指在运动过程中，步行者的肢体在时间和空间上的一种协调关系，是移动腿有规律的重复顺序和方式.支撑相：腿部着地的状态。摆动相：腿由地面抬起，腿部处于空中的状态。步态周期T：是指多足机器人完成一个步态所需要的时间，也就是机器人所有腿轮番完成一次“提起摆动放下”的动作所花费的时间。占空系数：在一个步态周期T内，机器人的i腿处于支撑相的时间tpi和一个步态周期T的比值 四足机器人静态平衡方式的步态规划1、在任何时候都有3条腿支撑地面，并且重心位于这三条腿与地面接触点构成的三角形内部。2、机器人需要通
3、过腿部运动，主动移动重心，才能实现机器人的整体运动。前进步态(1)前进步态(2)在重心前移的过程中总是4个支持足同时着地，发生滑动会使很多能量浪费掉。所以，如果能够在3个足着地的状态下进行机械足的后蹬运动就会节省更多的能量。前进步态的优化 转向步态 转向的优化2.2 轮式移动机器人轮式移动机器人轮子是人类的一项重要发明 （a）标准轮（b）小脚轮（c）瑞典轮（d）球形轮 轮子和底盘结构 轮子和平台运动方向关系 轮子和底盘结构选取的原则轮子和底盘结构选取的原则1.稳定性静态稳定要求至少有3个轮子,若多于3个,需要一个悬挂系统以使所有轮子保持与地面接触.2.机动性向任意方向运动的能力,灵活性.3.可控性可控性和机动性之间存在逆相关性.习题：1.试给出腿足式机器人与轮式机器人的异同点。2.试比较两轮、三轮、四轮运动机构的运动特性。3.什么是步态？什么是步态规划？4.在进行四足机器人周期性步态规划时，需要遵循的两个原则是什么？5.试简述静平衡和动平衡的概念，并举例说明。
