题目：仿生四足机器人运动稳定性研究

机器人技术是未来装备制造业的基础，将越来越多地走进社会的其它领域。近年来，随着信息科学、计算机科学的发展，机器人越来越智能化，低成本化。如今工业机器人已经运行在各个工业装配线上。但是对于移动机器人有不同的要求，尤其腿式机器人要求能在各种复杂的地形环境中行走。因此对机器人步态控制技术要求极高，即要求能保证四足机器人以较高的速度行走，还具有很强的外部抗干扰能力。本文基于运动学等分析方法，对机器人步态技术，稳定控制技术展开研究。旨在研究四足机器人稳定步行的控制技术，并能将这项技术应用到实际的样机控制中。 本文首先多这种类哺乳动物的仿生四足机器人机构以并联机构进行了运动学的研究，建立足底和身体质心之间的运动学和逆运动学关系。以此运动学关系规划了足端轨迹和质心轨迹，同时分析了足端的运动空间，给出了关节的运动空间。对以静稳定步态行走的稳定域度进行规划等。在此运动学的规划基础上，给出了最优的静稳定步行方法，并通过实验进行了验证。 再次对于自然界存在的各种足式运动步态进行了分析，以步态环模型的分析方法揭示了它们之间的内在关系。提出以步态支撑因子和相位延迟因子这两个步态参数表述所有步态模式，给出了最简的步态公式表达式。采用有向图和步态矩阵来表达步态模式，以此简化步态的生成。同时以这个步态公式，开发了适宜机器人实时步态变换的步态算法。 最后对开发的步行算法在Admas环境下和实物样机环境下进行了算法验证。验证平台为具有12个自由度的四足机器人样机平台。每条腿有三个自由度，能实现足端运动空间的任意到达。关节由12个数字舵机驱动，足底采用位移传感器检测足底的压力信息，质心的姿态惯导系统检测其六维姿态信息。整个控制系统的核心为NXP公司的Arm芯片LPC1752，通过RS485总线给12个数字舵机发指令。为了便于控制指令生成，开发了上位机控制软件，可以实现虚拟样机的同步运动演示。最后给出了步态控制算法的仿真和实验结果，验证了控制算法的正确性。