1、期望机器人维持高度可以在机器人本体和地面之间连接个虚拟弹簧构件。机器人本体的维持高度可以通过改变弹黄系数来调节。利用虚拟构件可将期望的机器人行为转变为作用于机器人上的般虚拟力。虚拟力通过虚拟模型映射成关节转矩。当实际转矩作用于关节时，机器人的行为就像真的有虚拟构件作用于其上样。本文将“的虚拟模型控制概念，。

2、图装配图支撑与摆动组合协调控制器问题的提出由于设计上的限制，四足步行机器人在关节层面上设置驱动器，关节层面的驱动空间是非直觉的。描述关节运动的数学方程般都使用三角函数，引起的非线性控制问题，常常难以理解和形象化。例如，怎样确定躁关节膝关节和艘关节的转矩才能取得四足机器人的协调平滑运动呢用逆运动学方法，以足。

3、矩。广义虚拟力的关节转矩映射，通过推导末端到本体的运动学计算本体到末端串行连杆的雅可比矩阵雅可比矩阵将虚拟力映射为实际关节转矩，这三个步骤实现。图应拟模型拉制器的构成图由末端的期望位置到实际关节转矩的映射示意如图所示。在虚拟模型控制中虚拟构件用于描述机器人的期望行为。步行运动变化为虚拟构件的参数调整。如果。

4、基于四足步行机器人腿机构设计摘要，能在图谱中找到，综合考虑点轨迹与图谱连杆曲线致性以及机构具有好的构形，确定的位置尺寸为相应四杆机构为下图。图四杆机构图其连杆点与点轨迹具有相似的形状，该四杆机构的相对尺寸为将相对尺寸折合成绝对尺寸为单位为根据与点轨迹相等的原则，进行装配，其装配尺寸为其装配后的图形为图所示。

5、拟构件和虚拟模型。虚拟构件是连接机器人末端和本体的假想结构，它将描述末端行为的期望变量转变为作用于末端的广义虚拟力，虚拟构件可以是虚拟弹簧阻尼器甚至肌肉等任何假想的元件。虚拟构件的选择取决于末端的期望运动。期望运动确定了虚拟构件的参数，并由虚拟构件产生末端的虚拟力。虚拟模型将广义虚拟力映射为相关的实际关节。

6、推广并应用到的对角小跑动态步行。对角小跑位于对角的两腿动作完全相同，或与地接触支撑机体，或摆动向前找寻新的支撑点。对角支撑交互，完成步行运动。针对支撑腿控制采用传统方法机体平滑性较差这现象，提出以虚拟模型控制实现对支撑腿的控制，对摆动腿的控制仍然采用，以足底轨迹映射关节空间位置的传统方法。虚拟模型控制的个。

7、底轨迹求得关节转角，进而驱动关节实现机器人运动，虽可实现四足机器人的动态步行，但运动的平滑性较差。这是因为，该控制方法在关节空间上采用直接位置控制驱动关节，而不是直接考虑关节空间的驱动力矩。在四足机器人动态步行时，摆动腿的非直接力矩控制，对运动的平滑性影响并不明显，摆动腿的摆动效果也不错。但在控制支撑腿关。

8、选择机器人腿的运动形式，是支撑，还是摆动，或者二者的组合。并设计相应的控制器。对于上述的几个子任务，只需在低层关节空间设计相应的摆动腿控制器和支撑腿控制器，并设计个高层的支撑与摆动组合协调控制器协调这些控制器就可完成所分解的任务。针对任务的控制器的类型和数目取决于该任务的复杂程度以及对高层控制器的期望复杂。

9、运动时，由于支撑腿与地非铰链连接，且支撑腿需驱动机器人机体向前运动，不直接考虑关节空间驱动转矩的关节位置控制方法，对运动的平滑性带来了不利的影响。此控制方法不适合支撑腿的驱动控制。虚拟模型直觉控制解决方案为使机器人系统控制简单直观。美国麻省理工学院的提出了虚拟模型控制的概念步行机器人虚拟模型控制的要素是虚。

10、摆动组合协调控制器虚拟模型控制特别适合控制诸如步行奔跑跳舞等复杂任务，为了实现四足机器人的步行控制任务，必须将步行这复杂的任务分解成多个子任务。例如四足步行机器人的对角小跑动态步行，可分解为稳定机体高度，稳定机体俯仰，稳定步行速度，摆动腿摆动，支律腿转换等子任务。旦步行运动的子任务确定，就可根据子任务的特。

11、程度。选择正确的子任务往往是成功设计控制器的关键。旦四足机器人的摆动腿和支撑腿控制器设计完成，高层的控制器就可根据步行任务建立简单的控制算法，在相应的控制器间进行切换控制，或同时使用。对角小跑步行的支撑与摆动组合协调控制器简单算法的输入为步行速度和机体高度等，为摆动腿和机体的期望运动。步行控制算法的简单特。

12、要步骤是确定物理本体和末端，设计期望的运动变量。将虚拟模型控制用于支撑腿的控制时，通常设置足底为本体，机体为末端。旦确定了本体和末端，下个关键步骤是设计个有效的虚拟构件。设计的基础来源于经验和直觉.确定末端期望位置速度或力之后即可构造虚拟构件，通过虚拟模型的输出实现对期望任务运动所需的实际关节转矩。支撑与。

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