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含柔性关节和分段平脚的动态双足行走研究
  • 项目名称:含柔性关节和分段平脚的动态双足行走研究
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:61005082
  • 申请代码:F0306
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:王启宁
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:北京大学
  • 批准年度:2010
中文摘要:

本项目针对含柔性关节和分段平脚的动态双足行走开展研究, 建立有柔性脚踝、脚趾、膝关节和上身躯干的完整动态双足行走模型,并分析各物理参数(质量分布、肢体长度、关节位置、关节柔性等)对双足动态行走的能量效率、稳定性和步态特征的影响,以解释脚结构和关节柔性对人类实现稳定高效双足行走的进化意义。建立侧向摆动模型,分析动态行走中的侧向稳定性。针对理论模型,建立动态双足行走的优化仿真平台,实现对各参数(质量、长度、关节柔性等)的多目标优化,进而指导机器人实体研制。在理论建模和分析的基础上,研制具有柔性踝、脚趾和膝关节的半被动双足机器人实体,并实现三维动态行走,以及在较复杂地面环境下的自适应行走。研究结果有助于深入理解人类双足行走的内在机理。

结论摘要:

本项目针对含柔性关节和分段平脚的动态双足行走开展研究, 建立含有柔性关节的完整动态双足行走模型,并分析各物理参数(质量分布、肢体长度、关节位置、关节柔性等)对双足动态行走的能量效率、稳定性和步态特征的影响。建立侧向摆动模型,分析动态行走中的侧向稳定性。针对理论模型,建立动态双足行走的优化仿真平台,实现对各参数(质量、长度、关节柔性等)的多目标优化,进而指导机器人实体研制。在理论建模和分析的基础上,研制具有柔性关节的半被动双足机器人实体,并实现稳定行走。研究结果有助于深入理解人类双足行走的内在机理,为未来研制更为高效的双足机器人建立良好基础。项目预定内容按计划完成,在柔性可控双足行走和步内局部稳定性方面拓展了新内容。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 6
  • 6
  • 6
  • 0
  • 0
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