新型双足气体平衡机器人的设计*

□ 吴 逸 □ 张秋菊 □ 谭闽海 □ 周逸群 □ 乔永瑞 □ 潘鹏丞 □ 方 娟

江南大学机械工程学院 江苏无锡214122

我国仿人机器人研制起步较晚，但近年来发展迅速。目前，在人形机器人领域中，平衡性能研究的主要内容有平衡性理论基础、步态规划、平衡恢复和关节力矩约束条件分析等，更为普遍的是在机器人中通过附加配件、弹簧、气缸、机械阻尼等来增加平衡性能［1］。但目前平衡理论应用到实际人形机器人中还存在很多问题，如平衡效果不太理想，因此依然需要进行更深入的研究。王海燕［2］对国内仍处于空白阶段且具有负重能力的液压驱动双足机器人运动系统的机构设计、运动学分析、步态生成方法及稳定性控制等方面开展了深入研究。韩亚丽等［3］研究了一种基于零力矩点预观控制系统双足机器人稳定行走步行模式的生成方法。郭美玲等［4］设计了一种全新运动方式的搜救机器人，当遇到塌方障碍时可以通过弹跳和飘浮运动来穿越障碍物，到达需要探测地点，且运动平稳，节能环保，应用范围广。双足机器人是机器人研究领域最前沿的类型之一［5］，而双足稳定行走则是双足机器人研究领域的首要目标［6］。所以，良好的平衡系统对于改善双足机器人动态特性、操作性能至关重要。笔者设计了一种新型双足气体平衡机器人，采用气体来增加双足机器人的平衡性能，使其能平衡稳定行走。

1 总体方案

1.1 承载气体与下肢材料选择

关于气体平衡机器人，方案设计的核心技术是利用气体浮力平衡机器人自身的质量。……