兩足仿人機器人的研制.pdf

1、隨著科學技術的進步,機器人的應用領域不斷拓寬,其中雙足仿人機器人以其獨特的特點受到了各方的廣泛關注,成為機器人研究領域的熱點。雙足仿人機器人行走系統(tǒng)占地面積小,活動范圍大,對步行環(huán)境要求低且具有一定的逾越障礙的能力,移動“盲區(qū)”小,具有廣闊的應用領域。由于雙足步行是生物界難度最大的步行動作,但其步行性能卻是其它步行結構所無法比擬的,因此雙足步行是雙足仿人機器人研究的關鍵技術之一,穩(wěn)定的步行是雙足仿人機器人區(qū)別于其他機器人的主要標志。本課

2、題旨在研制一種雙足仿人機器人,通過對機器人進行步態(tài)規(guī)劃,使其實現穩(wěn)定步行。
　　 首先,通過對機器人的構型方式和自由度配置方案的分析,確定了串聯構型方式及符合機器人功能要求最少自由度的機器人設計方案,結合人體形態(tài)特征和仿生學,在PRO/E中對機器人進行了實體造型和虛擬裝配,設計出了尺寸比例接近于人體的機器人機械本體。
　　 其次,構造出了機器人運動學模型,建立了運動學方程并進行了運動學分析,正運動學分析求出了描述機器人位

3、姿的變換矩陣,逆運動學分析根據位姿求出了機器人各關節(jié)的運動角度。各關節(jié)的雅可比矩陣的求解為判斷機器人奇異位置提供了依據。運動學分析為機器人步態(tài)規(guī)劃奠定了基礎。
　　 再次,對機器人步態(tài)類別和步行穩(wěn)定條件進行了分析,并對ZMP進行計算為穩(wěn)定步行提供了依據,采用ZMP步態(tài)規(guī)劃方法對機器人進行了步態(tài)規(guī)劃；在仿真軟件ADAMS中建立了仿真模型,對步行時機器人已規(guī)劃好的步態(tài)進行了仿真驗證,并對運動時機器人腳掌、重心、關節(jié)角度進行了驗證,驗