刚性接触与柔顺接触：双足行走的实验研究
机器人学
2018-12-14 v2
摘要
接触建模在有腿机器人的运动规划、仿真和控制中起着核心作用，因为有腿运动是通过接触实现的。建模接触的两种主流方法在交互端口考虑刚性和柔顺前提。具有刚性接触（无冲击）的有腿系统动力学模型易于开发，与之相反，研究人员对于采用标准柔顺接触模型尚未达成共识。本文的主要目标是研究具有刚性接触和一种新型柔顺接触模型的双足行走系统的动力学模型结构，并对两种模型进行实验验证。对于刚性接触模型，在开发飞行阶段与环境无任何接触的连杆体模型后，我们在接触点应用完整约束，并开发了机器人在单支撑和双支撑阶段的约束动力学模型。对于柔顺接触模型，我们提出了一种新型非线性接触模型，并使用该模型对机器人的运动进行了仿真。为了展示所开发模型的性能，我们将这些模型获得的结果与在德黑兰大学 CAST 设计和制造的真人大小的仿人机器人 SURENA III 双足行走的经验测量结果进行了比较。该分析展示了两种模型在估计机器人在半刚性表面上行走的动态行为方面的优点。刚性接触模型复杂度较低且独立于接触体的物理属性，可用于基于模型的运动优化、分析以及控制；而柔顺接触模型复杂度较高，适用于更真实的仿真场景。
引用
@article{arxiv.1709.06314,
title = {Rigid vs compliant contact: An experimental study on biped walking},
author = {Majid Khadiv and S. Ali A. Moosvian and Aghil Yousefi-Koma and Majid Sadedel and Abbas Ehsani-Seresht and Saeed Mansouri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.06314},
year = {2018}
}