四足机器人——步态规划

一、步态的概念

步态就是描述动物走路的一种周期性现象。（描述动物是怎样走的）

二、四足机器人的步态

足式运动的步态是指腿的摆动和支撑运动以及这些运动之间的相对时间关系。不同的步态规则决定了不同的足式运动方式，从而形成了不同的步态形式。
目前对步态的研究主要是为了实现机器人的稳定周期运动。研究的重点是具体的步态规划方法。传统步态规划内容包括足端轨迹规划，以及协调腿和腿之间运动的相对时间关系，也就是步态时序。其中，足端运动轨迹还包括摆线相轨迹和支撑相轨迹，两者决定了单个腿的运动特征；而规划不同的步态时序就对应了机器人整体的不同步态形式。
按照平衡方式来分，四足机器人的步态可以分为静态步态，动态步态和准静态步态三种。

1、行走：

Walk步态是一种静态步态，即在运动过程中始终有三条腿处于支撑相，至多只有一条腿处于摆动相，四足动物在walk步态中四条腿最常见的轮换顺序为1→3→4→2→1。

 

 

 

2、缓行：

3、踱步

4、小跑（支撑相和摆动相成对角）

Trot步态是一种动态步态，适用于中低速跑动，并且具有比较大的运动速度范围，另一个重要特征是在中等速度下的Trot步态具有最高的能量效率。这些优点使得Trot步态成为最常用的四足步态。

Trot步态的特征是以对角的两条腿成对运动，即腿1和腿3运动一致，腿2和腿4运动一致，理想情况下对角腿同时抬起并同时着地。
在一个运动周期内，四条腿的抬起时刻为φ1=0，φ2=0.5，φ3=0，φ4=0.5，1-p为处于摆动相的时间，但是1-p一定要小于φ，因为只有这样，Trot步态才成立。

 

5、奔跑

 

6、慢跑

三、相位差