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不同于轮式机器人和履带式机器人,足式机器人仿照自然界生物体的足式结构设计,离散式的落足点使其对地形环境有较好的适应性。在足式机器人中,四足机器人足数适中,具有较好的运动性能和较高的承载能力,应用前景十分广阔。本文以四足仿生机器人为研究对象,以四足仿生机器人的步态控制及切换为主要的研究内容。四足仿生机器人运动时参考四足生物体的迈腿次序和运动规律,形成了多种运动步态,按照速度从小到大依次有步行步态,对角小跑步态,溜蹄步态,跳跃步态和飞驰步态。目前国内关于四足机器人运动步态的研究,大多数限于机体处于静态稳定的步行步态和动态步态中的对角小跑步态,对其余动步态研究较少。另外,以上多数步态研究旨在使机器人按照特定步态稳定的运动,而较少涉及不同步态的切换问题。本文目的在于控制本文的研究对象实现包括步行步态,对角小跑步态,溜蹄步态,跳跃步态在内的多种步态,并分析机器人在提升和降低运动速度的过程中步态的切换问题。本文首先参考了四足生物的步态规律,确定了四足仿生机器人多种步态的迈腿顺序、运动相位等,然后基于四足机器人的机构特点,在机器人单腿处于支撑相和飞行相时分别进行了正、逆运动学分析,得到了机体与腿部各关节间的运动关系,并基于弹簧负载倒立摆模型和虚拟腿技术,建立简化的动力学分析模型,利用拉格朗日动力学方程对机器人进行动力学分析,得到了系统的力和运动间的关系。其次,在步态规律和模型运动学、动力学分析的基础上,采用局部—整体的思路,基于三变量分解控制法得到机器人步态控制的参数。并在步态规律生成后,通过对机身受力的调整,对机器人的姿态角进行控制,最终在Adams_Simulink联合仿真平台中实现了前文所述的多种步态下的连续稳定的多种运动。最后,在多种步态生成的基础上,基于仿生学原理,通过对机器人腿部运动相位的调整,在初始步态和目标步态共同的速度范围内,进行步态切换。根据步态切换的方向,将步态切换分为低速—高速步态切换和高速—低速步态切换,对步态关键参数对这两个步态切换过程产生的影响分别加以分析,最后在Adams_Simulink联合仿真平台中实现了四足仿生机器人的步态切换过程。