科创中国

高端装备制造产业,智能制造装备产业

本项目针对足式机器人仿生机械设计复杂、环境友好接触能力差和高速跑跳控制难度大等问题，研究仿生双足机器人的高速跑跳控制理论与技术。第一，交叉融合生物学和机械学的优势，研究鸵鸟的身体结构特征和高速跑跳运动机理，生物启发式机械设计与优化仿生机器人双足机械机构。第二，提出主动驱动舵机与被动驱动扭簧并联的柔性关节机构驱动系统，并分析其模型特性，研究其运动驱动的柔顺性阻抗控制和优化控制。第三，建立仿生双足机器人系统模型，规划正常行走步态、高速跑跳步态以及二者之间的过渡切换步态，提出一种基于虚拟模型控制的双足机器人正常行走步态控制算法和基于SLIP模型的双足机器人高速跑跳控制算法并分别分析其稳定性。最后，搭建仿生双足机器人试验样机，并实验验证整个系统设计、所提出研究方法和控制算法的有效性。项目对推进高速跑跳双足机器人的研究具有重要的科学理论意义和实践应用价值。

本项目取得的科技成果包含了12篇论文和10项目专利成果，可服务于军事、工业和民用领域。具体可应用于指导双足机器人研制，①在安防巡检方面，可以搭载检测传感器，定点定区域自主巡检，发送警报，播送警告，协同拒止；②在侦察打击方面，可以携带侦察设备和武器装备，对指定区域进行环境情况侦察，在必要的时候实施打击；③在物资运输方面，可以用于山地、岛屿等地形环境自主装卸和运送物资，也可以充当快递最后一公里；④在抢险救援方面，可以用于火灾、地震等灾害中，为抢救受困者和运送救灾物资等活动提供重要协助；⑤在反恐防暴方面，可以用于近距离观察嫌犯，并进行交涉，必要时可以进行远程遥控拆弹排爆操作；⑥在教学科研方面，可以用于研究生物运动规律和机器人控制理论与技术；⑦在服务产业方面，可以用于家政业务，提供助老、导盲和娱乐等服务。

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