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摘要
为研究腿部构造对双足倒立摆行走步态的影响,提出了一种含膝关节的二段腿倒立摆模型,确定了腿部受到的反力和腿长的关系,建立了模型运动控制方程和仿真模型,采用庞加莱映射和牛顿迭代法求得了模型周期性行走步态结果,分析了机械能、冲击角、膝关节初始角度、膝关节转动刚度等模型参数对行走步态的影响.分析结果表明:含膝关节的二段腿初始刚度较大,随着变形的增大刚度逐渐减小,表明二段腿存在受力柔化特性;二段腿模型能够在一定参数范围内实现多种周期性步态,给定合适的参数组合,模型能够覆盖人体正常行走的频率区间.对比线弹簧模型,本文模型构造更接近于真实人体,模型参数物理意义明确,为模型的实验验证和参数标定打下了基础.
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单位工业和信息化部; 哈尔滨工业大学
