經(jīng)典倒立擺模型在雙足步行機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf_第1頁(yè)
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1、機(jī)器人技術(shù)是電子、機(jī)械、人工智能等各個(gè)領(lǐng)域新技術(shù)的結(jié)晶,雙足步行機(jī)器人的研究作為機(jī)器人學(xué)的一個(gè)分支,無(wú)疑對(duì)機(jī)器人研究的技術(shù)和思想提出了更高的要求。由于雙足步行機(jī)器人良好的靈活性,更能適應(yīng)各種環(huán)境的要求,逐漸成為當(dāng)今機(jī)器人研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。在機(jī)器人眾多的研究方法中,由于倒立擺系統(tǒng)與兩足機(jī)器人行走有很大的相似性.所以近年來(lái)通過(guò)倒立擺系統(tǒng)來(lái)模擬雙足機(jī)器人步行,來(lái)研究雙足機(jī)器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制方法,成為雙足機(jī)器人新的研究方向。本文以雙足機(jī)器人為

2、研究對(duì)象,主要做了一下幾方面的工作: 首先,回顧和總結(jié)了雙足步行機(jī)器人和倒立擺系統(tǒng)的研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)國(guó)內(nèi)外各主要研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的雙足步行機(jī)器人進(jìn)行了分析和對(duì)比,并介紹了本文研究的主要內(nèi)容。 其次介紹簡(jiǎn)化的倒立擺模型在雙足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)分析中的應(yīng)用方法和簡(jiǎn)化方法,認(rèn)為倒立擺傾倒時(shí)底部位置不變,簡(jiǎn)化計(jì)算和分析的復(fù)雜性。 然后將雙足步行機(jī)器人簡(jiǎn)化成連桿模型,由于機(jī)器人徑向運(yùn)動(dòng)涉及的自由度大都集中在徑向平面內(nèi),所以

3、可以用平面連桿機(jī)構(gòu)來(lái)簡(jiǎn)化表示機(jī)器人并分析機(jī)器人的動(dòng)作,通過(guò)D—H方法建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,找出重心的表示方法。將這簡(jiǎn)化模型應(yīng)用于機(jī)器人起立動(dòng)作的分析,推導(dǎo)出機(jī)器人完成起立動(dòng)作的穩(wěn)定性條件。 用倒立擺模型分析比較雙足步行機(jī)器人兩種側(cè)向步行方法,描述了兩種方法的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,討論非仿生側(cè)步的穩(wěn)定條件。比較質(zhì)心軌跡和時(shí)間。 最后,在一個(gè)自制的17個(gè)舵機(jī)的雙足步行機(jī)器人的平臺(tái)上,對(duì)起立和兩種側(cè)向步行動(dòng)作進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證。達(dá)到了令人滿(mǎn)意的效果

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