基于人类步行平衡机制认知的步态稳定性判据分析

如何评估机器人的行走稳定性并开发稳定有效的行走控制算法是类人两足动物机器人开发的关键研究热点。 目前,主要的稳定性评价依据是零力矩点稳定性判据。 但是,该方法的稳定性,灵活性和效率较差,严重限制了人形两足动物机器人的行走能力。 本文以人体步行运动捕捉数据为基础,结合人体解剖学模型,采用运动学正解算法计算人体关节的运动轨迹,建立人体步行过程的运动学模型。 该模型通过引入地面参考点并结合欧拉第二定理来分析角动量平衡和力矩平衡。 然后,在此基础上,选择零力矩点与中心力矩轴之间的正向距离,矢量平面质心角动量和质心沿正向的加速度作为参数,建立人体步态稳定性评价规则。 最后,仿真结果表明,该稳定性判据可以准确判别人体的步行步态稳定性,并且在确定步态稳定性方面具有很高的准确性。