類人型機(jī)器人踢球時(shí)腿部運(yùn)動(dòng)規(guī)劃及控制的研究.pdf

1、本文研究了機(jī)器人踢球時(shí)腿部運(yùn)動(dòng)規(guī)劃及控制。踢球時(shí)足球飛出去的方向由足在觸球時(shí)的姿態(tài)決定，為了簡化研究模型，本文只研究機(jī)器人在前向平面內(nèi)踢定位球，類似于人踢球時(shí)的正腳背射門。當(dāng)機(jī)器人需要做出其它技術(shù)的踢球動(dòng)作時(shí)，只要少許改變其擊球時(shí)的姿態(tài)就可實(shí)現(xiàn)。在前向平面內(nèi)球踢出去的高低與足的仰俯角度有關(guān)，而球飛出去的速度主要由足的絕對(duì)速度決定。本文在研究人踢球技術(shù)的基礎(chǔ)上，得出機(jī)器人踢球時(shí)在初始點(diǎn)和觸球點(diǎn)的姿態(tài)，并規(guī)劃出腿部從初始姿態(tài)運(yùn)動(dòng)到觸球時(shí)姿態(tài)

2、的軌跡。研究各種工業(yè)機(jī)器人時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法和考慮軌跡平滑性的軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過對(duì)各種軌跡規(guī)劃方法的研究和總結(jié)，得出一種快速平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的軌跡規(guī)劃方法，該方法首先用時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃得出軌跡在系列點(diǎn)的最大速度和加速度，并把這些值作為五次樣條曲線軌跡規(guī)劃時(shí)的約束邊界，進(jìn)行平滑的軌跡規(guī)劃。通過踢球路徑的仿人設(shè)計(jì)與使用機(jī)器人時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法，建立電機(jī)力矩約束的動(dòng)力學(xué)模型，得出機(jī)器人在擊球點(diǎn)的最大速度，用五次樣條曲線規(guī)劃出關(guān)節(jié)空間的平滑運(yùn)動(dòng)