雙足機(jī)器人行走步態(tài)平滑切換方法研究.pdf

1、雙足機(jī)器人是集機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、傳感等核心部件，以及仿生、感知、交互、智能等前沿技術(shù)于一體的綜合平臺(tái)，其研究成果是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，在科學(xué)探索、航空航天、運(yùn)輸、維修保養(yǎng)以及康復(fù)醫(yī)療等方面均具有廣泛的應(yīng)用前景。步態(tài)規(guī)劃是雙足機(jī)器人研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，是雙足機(jī)器人行走的基礎(chǔ)，而步態(tài)切換是雙足機(jī)器人應(yīng)用于各種實(shí)際場(chǎng)合不可或缺的技術(shù)難點(diǎn)。因此，研究雙足機(jī)器人的步態(tài)切換問(wèn)題，使其實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定、靈活的步態(tài)切換具有重要的理論

2、意義和實(shí)用價(jià)值。本文在調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，提出了一種適用于雙足機(jī)器人步態(tài)切換的步態(tài)規(guī)劃方法，并進(jìn)行了步態(tài)仿真和物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，主要研究工作如下：
　　1.針對(duì)小型舵機(jī)雙足機(jī)器人的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸軸線不相交的特點(diǎn)，建立了關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸軸線不相交的十一桿連桿模型?；谠撨B桿模型，分別建立了機(jī)器人擬解耦的前向、側(cè)向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，為雙足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃提供了模型依據(jù)。
　　2.提出了一種基于髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)原理的步態(tài)規(guī)劃方法，開(kāi)展了雙足機(jī)器人

3、髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)和不擺動(dòng)行走仿真研究，結(jié)果表明:在相同的行走參數(shù)下，髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)的行走方式能夠有效地減少各關(guān)節(jié)的角度值，降低能耗，減小機(jī)器人腳部所受地面接觸力，增強(qiáng)機(jī)器人行走的穩(wěn)定性。
　　3.基于髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)原理的步態(tài)規(guī)劃方法，采用三次樣條函數(shù)擬合步態(tài)切換過(guò)程的平滑切換軌跡，開(kāi)展了雙足機(jī)器人在不同步長(zhǎng)、不同步行周期、不同路面行走的步態(tài)切換仿真實(shí)驗(yàn)，獲得了步態(tài)切換過(guò)程中各關(guān)節(jié)的平滑運(yùn)動(dòng)軌跡、角度、角速度和角加速度。
　　4.搭建了雙足