快速行走者假装下坡

传统的双足机器人行走方式是通过驱动其腿关节,装配传感器以测量状态,并添加紧密的控制回路以确保执行预期的步态。

然而,另一种截然不同的方法是被动动态行走者,它们能够借助重力下坡而无需传感、控制或能量支持。如果设计合理,并具备适当的初始条件,行走者将会达到一种韵律稳定的步态,从而防止面朝下摔倒。

当然,始终下坡显然不是一个可行的解决方案。为了让机器人在平地上行走,董等人提出了一种让机器人误以为自己在斜坡上行走的策略。这通过在机器人前腿(摆动腿)接触地面之前,延长后腿(支撑腿)而缩短前腿来实现,如下图所示(步骤I至IV)。

虚拟斜坡示意图

研究者们提出了一种分析模型,以预测行走者的能效和速度,基于易于调节的参数。结果是一个高效能的行走者,能够以高速度移动。为了验证该模型,在实际的行走者上进行了实验。该机器人达到了超过1.12米/秒(4.48步/秒)的速度,这是迄今为止展示的最快步态。腿长通过弯曲和伸展膝关节进行调整。

[观看视频](https://www.youtube.com/watch?v=VbwArcacW6g)

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