六足机器人HITCR-I 的研制及步行实验

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 40 ›› Issue (12): 17-23.

六足机器人HITCR-I 的研制及步行实验

赵杰张赫^† 刘玉斌陈甫

哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室，黑龙江哈尔滨 150080

收稿日期:2012-03-13 修回日期:2012-09-03 出版日期:2012-12-25 发布日期:2012-11-02
通信作者: 张赫(1982-) ，男，博士生，主要从事机器人相关技术研究．E-mail:zhanghe0451@gmail． com E-mail:jiezhao@ hit.edu.cn
作者简介:赵杰(1968-) ，男，教授，博士生导师，主要从事机器人技术及相关领域研究．
基金资助:
国家"863”计划重点项目( 2007AA041550) ; 国家自然科学基金资助项目( 51105101) ; 机器人技术与系统国家重点实验室自主课题( SKLRS200901A01，SKLRS200901A03)

Development and Walking Experiment of Hexapod Robot HITCR-I

Zhao Jie Zhang He Liu Yu-bin Chen Fu

State Key laboratory of Robotics and System,Harbin Institute of Technology,Harbin 150080,Heilongjiang,China

Received:2012-03-13 Revised:2012-09-03 Online:2012-12-25 Published:2012-11-02
Contact: 张赫(1982-) ，男，博士生，主要从事机器人相关技术研究．E-mail:zhanghe0451@gmail．com E-mail:jiezhao@ hit.edu.cn
About author:赵杰(1968-) ，男，教授，博士生导师，主要从事机器人技术及相关领域研究．
Supported by:
国家"863”计划重点项目( 2007AA041550) ; 国家自然科学基金资助项目( 51105101) ; 机器人技术与系统国家重点实验室自主课题( SKLRS200901A01，SKLRS200901A03)

摘要/Abstract

摘要： 针对六足机器人的非结构化地形步行问题，研制了小型六足机器人HITCR-I．设计了基于复合四连杆机构的腿部结构，使其具备全方位的运动能力．为了进一步提高机器人的运动性能，构建了描述六足机器人整体灵活度的表达式，并依据表达式进行了结构优化设计．基于“行为”和“功能”的思想对控制目标进行规划，设计了基于“功能－行为”控制体系构架的运动控制器，结合适应非结构化地形腿部运动轨迹的规划和基于局部规则的自由步态生成，实现了非结构化地形六足机器人有效且稳定的步行．最后通过实验验证了六足机器人系统HITCR-I 非结构化地形的步行能力．

关键词: 六足机器人, 控制体系结构, 非结构化地形, 自由步态, 轨迹规划

Abstract:

Developed in this paper is a hexapod robot HITCR-I to implement the free walking of hexapod robots on unstructured terrain. In the investigation, first,the structure of robot leg based on four-bar linkage mechanism is designed to realize an omnidirectional motion. Next,in order to further improve the motion performance of the robot,an expression describing the global flexibility of the robot is constructed and is applied to the optimization of structure parameters. Then,based on the idea of function-behavior-integration,the control objective is planned,and a motion controller is constructed. Moreover,by combining the trajectory planning suitable for the leg motion on unstructured terrain and the generation of free gaits based on local rules,effective and steady walking of the robot is achieved. An experiment is finally carried out to verify the walking ability of robot HITCR-I on unstructured terrain.

Key words: hexapod robot, control architecture, unstructured terrain, free gait, trajectory planning

中图分类号:

TP242.6

赵杰张赫刘玉斌陈甫. 六足机器人HITCR-I 的研制及步行实验[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(12): 17-23.

Zhao Jie Zhang He Liu Yu-bin Chen Fu. Development and Walking Experiment of Hexapod Robot HITCR-I[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2012, 40(12): 17-23.

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