柔性足部系统及仿人机器人不平地面行走控制研究

仿人机器人只有在任意三维不平整地面走稳走好，实现随时走到需要的地方、通过臂部执行机构和智能结构自主完成预先设置的工作，才能发挥其不可估量的作用。本项目针对大范围三维不平整地面环境下，仿人机器人稳定快速行走的关键难题，通过创建新型多自由度柔性足部系统及其动力学/运动学模型，提出仿人机器人整体大系统简化实时动力学模型及快速求解算法，建立仿人机器人稳定行走的有效的最优控制方法，并使仿人机器人的行走姿态和摆动腿落地步态自动适应于地表形状，以实现全局步态实时稳定控制策略的研究。本项目从机械体系结构上创建出新型的柔性多自由度足部机构，从控制方法上提出新的适用于不平整地面的实时简化动力学/运动学建模方法。预期通过本项目研究，显著提高仿人机器人在大范围不平整路面上的行走稳定性和快速性，促进机器人理论研究、控制技术及其体系结构的创新和更深远的发展。其研究成果具有重大的实用价值和广阔的应用前景。