CN104793621A 说明书 1/4页 一种模仿肌肉粘弹特性的仿人机器人行走稳定控制方法 技术领域 [0001]本发明涉及一种仿人机器人，具体涉及一种模仿肌肉粘弹性的仿人机器人行走稳 定控制方法及粘弹性仿生控制系统。 背景技术 [0002] 仿人机器人是具有人类外形特征，并具有与其外形特征相应的类人功能的人形机 器人。其研究的目的一是研究一种能与人和谐共处的类人形机器人，它能在人类现实环境 中工作，使用人们所用的工具，并服务人类，而人类环境多种多样，仿人机器人的环境适应 性还有待于进一步提高。 [0003]专利CN200810171985.9提出了一种仿人机器人稳定行走的脚着地时间的控制方 法及系统，通过力传感器的反馈来实时检测机器人脚底板是否提前着地或滞后着地，当提 前或滞后着地时分别上移或下移踝关节的位置，通过逆运动学来计算各关节角的位置，从 而实现机器人稳定着地行走。但是此方法只考虑了地面接触力的大小，而未考虑接触力矩， 当地面有坡度时，此方法不能实现机器人的稳定着地行走。 [0004] 现有论文“Balance control strategy of humanoid robot based on stiffness contro1"”阐述了采用控制关节刚度的方法来进行机器人的稳定平衡控制。该方法在踝关节 将动力学和关节刚度进行结合：在髋关节处控制关节的刚度和速度，控制方法复杂，且只适 用于单一方向的扰动，具有局限性。 [0005]现有技术在适应外界干扰时，只能单一的适应某一方向上的干扰，当地面干扰复 杂时，如既有三个方向上的力又有三个方向上的力矩时，现有方法不具有普适性。 [0006]动物在整个运动过程中神经系统、骨骼肌肉系统及外界环境相互交互，其中骨骼 肌肉粘弹性在动物行走中起到重要作用。骨骼肌肉系统通过自身粘弹性特性对外部环境的 适应能力，无需中央神经系统对其进行干预，而是通过肢体快速粘弹性反应来避免妨碍自 身平衡的扰动。 [0007]因此，本发明旨在将人体行走规律运用到仿人机器人行走控制，提高仿人机器人 环境适应性。以仿人机器人为平台，基于人在行走过程中的肌肉粘弹性规律，通过一定的程 序算法来设计仿人机器人行走仿生控制器，增强仿人机器人的环境适应性。 发明内容 [0008]本发明的模仿肌肉粘弹性的仿人机器人的粘弹性仿生控制系统，其包括关节执行 元件、关节位置控制部件、粘弹性仿生控制器：其特征在于：当外部环境有干扰时，在ZP和 质心的轨迹不变的情况下，所述粘弹性仿生控制器调节关节执行元件的轨迹以适应外部环 境。 [0009] 根据上述的粘弹性仿生控制系统，其中，所述关节位置控制部件利用关节位置，得 出仿人机器人的脚底板实时的位置和姿态，进而得出速度和角速度。 [0010] 根据上述的任一粘弹性仿生控制系统，其中，所述仿人机器人的脚底板处安装有 4