二足机器人和四足机器人在 运动控制思路上 有以下不同:
平衡控制方面:
- 二足机器人:平衡控制难度较大。因为只有两条腿支撑,重心的控制更具挑战性。它需要精确地控制双腿的动作来保持身体在单脚支撑阶段以及双脚交替支撑阶段的平衡。在行走过程中,当一只脚抬起向前迈步时,身体重心必须精准地转移到另一只支撑脚上,并且通过调整身体姿态和关节角度来防止摔倒,这需要复杂的控制算法和快速的反馈调节机制。
- 四足机器人:平衡相对容易维持。由于有四条腿支撑,在静态时可以通过合理分配四条腿的支撑力来保持平衡。在运动过程中,即使某一条腿暂时离开地面或者受到外力干扰,其他三条腿也能提供足够的支撑来维持稳定,不过也需要一定的控制策略来协调四条腿的动作,使机器人在复杂地形和动态运动时保持平衡。
步态规划方面:
- 二足机器人:步态相对简单但要求高。主要是模拟人类行走的步态,包括站立、迈步、摆动等动作。它的步态周期通常由单脚支撑期和双脚支撑期组成,每个阶段对关节的控制精度要求很高,并且在不同速度和地形下,步态的调整需要精细的规划,以确保机器人能够平稳、高效地行走。
- 四足机器人:步态种类更丰富。除了常见的行走步态(如踱步、小跑、慢跑等),还可以有更多复杂的组合方式。不同的步态在稳定性、速度、能耗等方面各有特点。例如,在平坦地形上小跑可以实现较高的速度,而在崎岖地形上采用缓慢的踱步可以更好地保持平衡。并且在运动过程中,可以灵活地切换步态以适应环境变化。
动力分配方面:
- 二足机器人:动力主要集中在两条腿上。每个腿部关节需要承受更大的力量来支撑身体重量和实现运动。在行走或跳跃等动作时,腿部电机或驱动器需要提供足够的扭矩来推动身体前进或向上运动,并且需要精确地分配动力到各个关节,以保证动作的协调和平衡。
- 四足机器人:动力分配更分散。四条腿分担了身体的重量和运动所需的动力,使得每个腿部关节所承受的负荷相对较小。在动力传递和分配上,需要考虑四条腿之间的协同工作,如何根据不同的步态和运动需求,合理地分配电机扭矩到各个腿部关节,以实现高效的运动。