六足是机器人的行走机构设计
2.4 三角步态的稳定性分析
2.4.1 稳定性分析
步行机器人任一时刻的，如2-6图所示：
六足仿生机器人的两足腿Ai、Bi及质心O在地面坐标系XOY平面内投影为点Ai?、
Bi?、O?落在三角架支撑腿所构成阴影内，当然了这样的话机器人的稳定性就可以得到
很好的保证，选择合适的转角和跨步可以保证重心的位置在我们需要的区域范围之内。
图2-6 机器人重心位置图
2.4.2稳定裕量的计算
在一般时候，任一时刻，机器人以交替三角步态行走的时候，其B组支撑腿的着地的位置点，机器人的重心在XOY平面的投影如图所示；当然了重心的投影与XOY平面坐标原点重合。
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图2-7 重心在XOY面投影图
图中，设B1、B2、B3、的在XOY平面坐标为：B1（x1，y1）、B2（x2，y2）、B（x3，y3），OM、ON、OP、为原点到直线B1B2、B2B3、B3B1的垂线，设d1=|OM|.d2=|ON| D3=|OP|，所以d1，d2，d3，分别为机器人重心投影到支撑架的三角形各边的相对距离，直线B1B2方程为：
(2-4) 而其垂线OM的方程为：
(2-5)
有上面的两个可以得到两个直线的坐标为：
由上面的坐标（Xm，Ym），可以计算得出来他的距离d： （2-6） 同样的道理，也可以求得=|ON|，=|OP|.
六足仿生机器人以三角步态行走的时候，我们对其稳定裕量取为最小值： ，稳定裕量越小说明越稳定。
2.5三角步态行走步态设计
2.5.1直线行走步态规划
三角步态直线行走步态就是两组腿之间交替的互换前进。如图所示规划他在一个步态周期的步行。采用“3+3”直线行走步态规划。
三角步态规划图如图2-8
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“3+3”直线行走步态的摆腿顺序分为A组和B组，两组在步行效果上是一致的。 阶段1：机器人六腿都着地，机身前移，重心移至C1，如图（a）所示
阶段2：A组腿做摆动腿，摆起；B组腿做支承腿；重心继续前移，如图（b）所示 阶段3：机器人六条腿着地，坐姿势调整，重心前移；
阶段4：B组腿做摆动腿，摆起；A组腿做支撑腿，重心继续前移，完成一个步态周期如图（e）所示
图2-8 直行状态步态图
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2.5.2转弯步态分析
我们都是一般采用以一个中足为中心，再原地转弯从而达到转弯的目的，如下图所示：
图2-9 转弯步态图
当图中的B点不动作为支撑重点的时候：
（1）当B1、B2、B3各个腿都抬起，然后B1、B3腿再摆动，B2腿不动的时候，机身靠三脚架A1，A2，A3支撑起他的重量。
（2）B1，B2，B3腿落地支撑机身重量，同时A1，A2，A3，腿不动。B1，B2腿向后摆动。在转弯的过程中，A1、A3、B1、B3只是做上下运动。
2.6六足机器人的步长设计
六足机器人腿的初始姿态如图2-10（a）的实线所示，这时设根关节、髋关节、膝关节的角度分别为?1?0、?2、?3。于是有：
?L0?l1?l2cos(?2)?l3cos(?2??3) （2-7） ??H0??l3sin(?2??3)?l2sin(?2)其中l1、l2、l3分别基节、股节、胫节的的长度，L0、H0分别是初始姿态时机器人腿的伸展量和机体的重心高度。
机器人最大伸展量如图3-4中的虚线所示，可有： Lmax?(l2?l3)2?H02?l1 （2-8） 图2-10(b)是机器人某只腿在向前迈进时在水平面的投影，由图可以求得机器人的
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允许的最大步长Smax的大小。
Smax?2Lmax2?L02 （2-9）
(a) 图2-10 (b)
2.7六足机器人着地点的优化
为了保证机器人运动，两组腿能更加的灵活和稳定，我们就要求三脚架所在的范围尽可能的面积最大化，下图中多边形defgij的面积最大。这样，只要机器人的重心在重叠区域内，机器人可以选择任意一组腿摆动。重合面积越大，机器人的重心的活动范围越大。
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