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第卷第期机器人...
年月,
文章编号:
考虑脚部柔性的仿袋鼠跳跃机器人运动特性研究
李向阳,葛文杰,杨方
西北工业大学机电学院,陕西西安
摘要:基于对袋鼠结构及跳跃运动特点的研究,设计了具有柔性脚的仿袋鼠跳跃机器人单腿机构模型,建立
,
角、柔性脚与地面接触长度、:模型跳跃的起跳时间约
占着地时间的/,当柔性脚与地面接触长度最大时,地面作用力也达到最大;踝关节的输入力矩要大于髋关节的
.
关键词:仿袋鼠机器人;单腿模型;柔性脚;动力学;力矩
中图分类号: 文献标识码:

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引言院联合研制出一种蛙形弹跳机,以解决星际探索
中星球表面越障的大难题;麻省理工学院和日本东
袋鼠的高速跳跃为双脚同时起跳并同时着地,
京工业大学分别在研究一种气动控制的仿袋鼠和仿
与其它四足动物的运动方式相比,具有跳跃速度快、

运动稳健、落脚面积小、,袋
鼠还具有一双柔性长脚,落地时可以减小与地面的煜普等人提出了一种翻转跳跃运动的单腿机器人
冲击和震动,可延长起跳时间,,分析了单质
,仿袋鼠机器人可广泛地用于星际探量弹簧模型,等人以及和
测、军事侦察、战场攻击、地质勘探、抢险救灾以及反对这一模型进行了改进研究.、.
恐防爆等方面¨ . 和、等人考虑了质量块的转动,
在仿生弹跳机器人研究方面,
喷气动力实验室与加利福尼亚技术学的研究中,研究者均没有考虑生物体脚部柔性的特
基金项目:国家自然科学基金资助项目
收稿日期:——
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第卷第期李向阳等: 考虑脚部柔性的仿袋鼠跳跃机器人运动特性研究
点,所研究的模型与地面也仅仅是点接触.
这里结合袋鼠运动结构和弹跳特点,建立了更
符合袋鼠跳跃运动特点的仿生弹跳机器人模型,将
袋鼠跳跃过程分为着地和腾空两个阶段,推导了该
机构着地阶段的动力学方程,
机构运动的仿真图,并对结果进行了分析和讨论.
仿袋鼠跳跃机器人单腿模型

由于袋鼠跳跃为双腿同时起跳和着地,所以可
将仿袋鼠跳跃机器人机构模型简化为单腿机构模型
图仿袋鼠跳跃机器人柔性机构模型

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、大腿、小腿、脚掌、
柔性趾以及各肢体间的髋关节、膝关节、踝关此外,还用一个等截面的柔性杆来模拟袋鼠的
节和趾关节组成. 柔性脚趾与,使其变为一体的柔性构件,如图
,设着地阶段脚趾与地面
接触部分的长度为。,值一直在变化,而未着地的部
分与地面的