机械2024,Vol.51Issue(10) :1-15.DOI:10.3969/j.issn.1006-0316.2024.10.001

足式机器人足-地力学模型及实验仿真研究综述

A Research Review of the Foot-Ground Interaction Mechanics Model and Simulation of Legged Robots

李月 姜杰 蒋刚 张颢曦 郝兴安
机械2024,Vol.51Issue(10) :1-15.DOI:10.3969/j.issn.1006-0316.2024.10.001

足式机器人足-地力学模型及实验仿真研究综述

A Research Review of the Foot-Ground Interaction Mechanics Model and Simulation of Legged Robots

李月 1姜杰 1蒋刚 1张颢曦 1郝兴安1
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作者信息

  • 1. 成都理工大学 机电工程学院,四川 成都 610059
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摘要

基于现有足式机器人足-地接触力学的研究,综合论述了足式机器人足-地接触力学模型、实验方法、虚拟仿真等方向的研究现状.总结归纳了硬质、松软两种地面环境下建立的各种足-地接触力学模型;对足-地接触力学足端运动、腿部运动状态以及不同足端形状的实验方法进行归纳;并基于有限元仿真和离散元仿真两类仿真方法,对足式机器人足-地力学虚拟仿真进行总结;最后,对足式机器人足-地接触力学在动态交互模型、地面适应性及足端创新性等方向的未来研究提出展望.研究足式机器人的足-地接触力学对于提高其在多变地形中的运动性能至关重要,有助于开发出更高效、更稳定的足式机器人系统.

Abstract

This study comprehensively discusses the current state of research in the fields of foot-ground contact mechanics models,experimental methods,and virtual simulations.Firstly,it summarizes and generalizes various foot-ground contact mechanics models established under hard and soft ground environments.Secondly,it categorizes experimental methods for foot-end motion,leg motion status,and different foot-end shapes.Thirdly,it summarizes virtual simulations of legged robot foot-ground mechanics using finite element and discrete element simulation methods.Finally,it proposes prospects for future research in the mechanics of foot-ground contact in legged robots in terms of dynamic interaction models,ground adaptability,and innovative foot ends.It is important to study the foot-ground contact mechanics of legged robots to improve their motion performance in varied terrain,and to develop more efficient and stable robot systems.

关键词

足式机器人/足-地接触力学模型/实验方法/虚拟仿真

Key words

legged robot/foot-ground mechanics/experimental method/virtual simulation

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基金项目

四川省自然科学基金青年基金(2024NSFSC0817)

国家自然科学基金重大科研仪器研制项目(52327803)

教育部联合基金(8091B022233)

四川省科技计划重点研发项目(2022ZFG0347)

四川省重大科技专项(2020ZDZX0019)

出版年

2024
机械
四川省机械研究设计院 四川省机械工程学会 四川省机械科技情报标准研究所

机械

影响因子:0.392
ISSN:1006-0316
参考文献量26
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