仿人机器人步态规划简述（一）

步态

仿人机器人的步态规划类似于机械臂的轨迹规划，但是机械臂轨迹规划一般仅仅涉及到机械臂关节空间或者笛卡尔空间的轨迹的规划问题，且二者之间是可以通过机器人的正向运动学和逆向运动学相互转化的。但是仿人机器人的步态规划则不同，机器人的没有固定的基座，因而不存在特定的关节空间和笛卡尔空间的转化关系，因为二者之间的转换需要涉及到机器人漂浮基座的状态。因而仿人机器人的步态可以认为是质心轨迹以及各个关节轨迹的综合。

静态步行

仿人机器人步行过程中，机器人相对于支撑脚始终处于静力学平衡状态，即机器人的质心在地面上的投影始终不超过支撑多边fangrenbn形的范围。

动态步行

仿人机器人步行过程中，机器人相对于支撑脚始终处于动力学平衡状态，即机器人的质心在地面上的投影可以在某些时刻超过支撑多边fangrenbn形的范围。

单腿支撑

机器人仅仅有一只脚与地面接触，此时机器人呈倒立摆状态

双腿支撑

机器人双腿支撑某种程度上是一种过度阶段，根据人类的行走状态，双腿支撑期只占一个步行周期的8%-25%。机器人在撑场行走过程中是处于单腿支撑和双腿支撑的结合和切换。但是当机器人处于奔跑状态时候，则是单腿支撑与腾空状态的结合。

单步

机器人从一侧腿着地到另一侧腿着地构成一个步长，它包含一个双腿支撑期和单腿支撑期。两个单步会构成一个复步。

复步

在步行运动中， 从机器人一侧脚着地开始到该脚再次着地构成一个复步。 期间两只腿各相继向前迈步一次。 它包括两个双脚支撑期和两个单脚支撑期。

跨高

摆动腿在摆动过程中脚底离地面的最大距离， 常用于衡量机器人跨越小障碍物和在不平地面行走的能力。

髋关节

用于摆动腿， 实现迈步并使上躯体前倾或者后仰， 使之在步行过程中起辅助平衡作用

膝关节

调整重心的高度， 并用来调整摆动腿的着地高度， 使之与地形相适应

踝关节

用来和髋关节相配合实现支撑腿和上躯体的移动， 而且还可以调整脚掌与地面的接触状态。