非均匀路面下被动行走机器人的吸引盆外部拓扑结构研究
赵天1
暴雨萌1
浮红2
高建设1
刘强2
1.郑州大学 机械与动力工程学院,郑州 4500012.河南省直第三人民医院,郑州 450006
摘要：[目的]吸引盆决定了被动行走机器人的全局稳定性,但其狭窄的形态给机器人在现实环境中的稳定行走带来了巨大的挑战.为解决该问题,对非均匀路面下被动行走机器人的吸引盆外部拓扑结构进行了研究.[方法]首先,建立了点足机器人在非均匀路面上行走的动力学模型;然后,利用相图、Poincaré截面图和吸引盆探究了机器人的步态变化和全局稳定性,其中,重点研究外界环境因素对系统吸引盆的影响,并对吸引盆的外部拓扑结构进行分类分析;最后,利用Adams软件仿真验证了稳定极限环的行走步态.[结果]结果表明,吸引盆外部拓扑结构具有分形特征,其中机器人能至少行走1步的区域占整个状态空间的41.28%.引入路面环境干扰会导致吸引盆的面积减小,但对盆外部拓扑结构的影响较小.研究结果拓展了被动行走理论的适用范围,并为步态初始条件的选择提供了更大的空间.
关键词：被动行走非均匀路面极限环吸引盆外部拓扑
分类号：TP242(自动化技术及设备)
论文发表日期：2026-03-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 37-46 )
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