兩足步行器并聯(lián)腿機構(gòu)的運動分析及步態(tài)規(guī)劃.pdf

1、迄今為止兩足機器人的研究已經(jīng)經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段,但兩足步行器腿機構(gòu)多采用串聯(lián)機構(gòu).在實際應(yīng)用中串聯(lián)機構(gòu)本身固有不足無法避免,因此研究并聯(lián)機構(gòu)來滿足那些串聯(lián)步行器無法滿足的要求,在近些年來已經(jīng)成為機器人研究的一個趨勢.本文提出了一種單腿基于Stewart平臺的新型兩足步行機器人的腿結(jié)構(gòu),通過簡單的機構(gòu)綜合及仿生學(xué)原理的研究,確定了機器人在行走過程中的步態(tài)參數(shù).根據(jù)人類行走的特點,采用分相和分期的原則對于機器人行走的動作進行了合理規(guī)劃,給

2、出了機器人行走過程中動作的順序,并對機器人在一個周期時間內(nèi)行走時間進行了合理分配.對于機器人在行走的過程中腳軌跡進行了規(guī)劃,保證了機器人能夠完成預(yù)期規(guī)劃和預(yù)期行走過程.根據(jù)并聯(lián)機器人的特點采用運動學(xué)反解的原理,對于機器人的運動學(xué)進行了分析,給出了機器人在運動時坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系.利用影響系數(shù)的方法給出了機器人速度和加速度公式,給出了機器人在理想狀態(tài)下行走的各分支機器人速度和加速度的變化曲線,對曲線進行了分析,指出對應(yīng)于實際行走過程中每一段曲線

3、的意義,為機器人的控制打下了堅實的基礎(chǔ).通過直接計算和基于腳底壓力傳感器計算ZMP點的方法,給出了基于腳底壓力傳感器的反饋系統(tǒng)的控制框圖.機器人在理想地面實現(xiàn)穩(wěn)定行走時出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況的臨界條件,可以避免在行走過程中不穩(wěn)定狀態(tài)的出現(xiàn).分析了在行走中機器人的穩(wěn)定性,給出了穩(wěn)定性條件,即機器人在理想地面上穩(wěn)定行走的重心軌跡應(yīng)該落在機器人穩(wěn)定區(qū)域內(nèi).在本文中除了對穩(wěn)定性分析外,對干涉問題也進行了分析,指出了機器人在行走時干涉主要出現(xiàn)在球鉸和分支