徐兆紅，喻洪流，閆士舉，宋成利
上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海

摘　　　要：針對(duì)腿式機(jī)器人，討論了腿式機(jī)器人穩(wěn)定性控制與穩(wěn)定性判定準(zhǔn)則，基于穩(wěn)定約束條件零力矩點(diǎn)（ＺＭＰ），提出一種干擾下的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性控制方法。落地沖擊是跳躍機(jī)器人必須考慮的外干擾。所提出的穩(wěn)定性控制方法是基于驅(qū)動(dòng)性能約束下腿式跳躍機(jī)器人的動(dòng)態(tài)平衡，運(yùn)用ＺＭＰ平面加速度正交映射方法，進(jìn)行地面沖擊力干擾下的穩(wěn)定性控制，在滿足軌跡跟蹤的同時(shí)保證了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡性。跳躍運(yùn)動(dòng)過程中的仿真結(jié)果表明，該方法是一種有效可行的腿式機(jī)器人抗干擾控制策略。

關(guān)　鍵　詞：跳躍機(jī)器人；動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；干擾；加速度映射

１　引　言
穩(wěn)定性準(zhǔn)則從動(dòng)力學(xué)的角度為機(jī)器人姿態(tài)的穩(wěn)定性提供了一個(gè)宏觀的參考，是機(jī)器人研究領(lǐng)域中必須考慮的一種約束條件［１�玻担�，Ｖｕｋｏｂｒａｔｏｖｉｃ提出的零力矩點(diǎn)（ＺＭＰ）準(zhǔn)則是一種應(yīng)用較為廣泛的腿式機(jī)器人穩(wěn)定性判據(jù)［６］。腿式跳躍機(jī)器人與步行機(jī)器人穩(wěn)定性差別在于，跳躍機(jī)器人在落地碰撞過程中，地面沖擊力是步行機(jī)器人與地面接觸力的數(shù)倍之多，沖擊力作用下的機(jī)器人易產(chǎn)生失穩(wěn)或翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。因此，抗地面沖擊力的穩(wěn)定性控制對(duì)跳躍機(jī)器人的研究十分重要。跳躍動(dòng)作通常在瞬間完成，屬于快速運(yùn)動(dòng)范疇。穩(wěn)定性控制問題一般比較耗時(shí)，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性難以解決。本文針對(duì)腿式跳躍機(jī)器人的落地沖擊力，結(jié)合機(jī)器人驅(qū)動(dòng)能力約束，提出利用ＺＭＰ平面加速度映射方法進(jìn)行穩(wěn)定性控制，在滿足軌跡跟蹤的同時(shí)保證了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡性。

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