異構(gòu)雙腿機(jī)器人控制及步態(tài)規(guī)劃的研究.pdf

1、雙腿行走機(jī)器人是一種可模擬人類(lèi)雙腿行走功能的高級(jí)智能機(jī)器人，容易適應(yīng)人類(lèi)生活環(huán)境，具有代替人類(lèi)在危險(xiǎn)環(huán)境下進(jìn)行重復(fù)、高強(qiáng)度、高精度工作的潛力。目前研制的雙腿行走機(jī)器人步態(tài)和人還存在明顯差異。生物醫(yī)學(xué)康復(fù)領(lǐng)域研究用微處理器控制的智能假肢來(lái)代替殘疾人殘缺的肢體。裝配智能下肢假肢的殘疾人行走步態(tài)同正常人很相似。把高級(jí)智能假肢——智能仿生腿引入到雙腿行走機(jī)器人研究中來(lái)，必將促進(jìn)行走機(jī)器人的研究。人類(lèi)正常行走情況下雙腿對(duì)稱(chēng)，但在特殊情況下，如下肢

2、殘疾、崴腳等情況下，雙腿可在不對(duì)稱(chēng)情況下行走。不對(duì)稱(chēng)雙腿行走也是人類(lèi)智能的體現(xiàn)。研究不對(duì)稱(chēng)雙腿行走可增強(qiáng)雙腿行走機(jī)器人的行走功能。 本文在異構(gòu)雙腿機(jī)器人硬件系統(tǒng)搭建成功的基礎(chǔ)上，提出了異構(gòu)雙腿機(jī)器人的控制與步態(tài)規(guī)劃方案，并作出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。首先為了模擬人的大腿運(yùn)動(dòng)，提出了髖關(guān)節(jié)控制解決方案，通過(guò)工控機(jī)與固高控制卡對(duì)髖關(guān)節(jié)電機(jī)進(jìn)行控制，使髖關(guān)節(jié)步態(tài)基本達(dá)到人體步態(tài)；其次對(duì)于已搭建好的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行完善，通過(guò)遺傳算法對(duì)模型中部分參數(shù)進(jìn)

3、行了參數(shù)辨識(shí)，以保證公式誤差減小到最低；最后提出了步態(tài)規(guī)劃方案，主要包括步態(tài)感知和步態(tài)識(shí)別兩部分，步態(tài)感知通過(guò)六維力傳感器對(duì)地面反力進(jìn)行測(cè)量，步態(tài)識(shí)別通過(guò)過(guò)程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)六維力/力矩傳感器采集到的地面反力參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，最后得到當(dāng)前步態(tài)。 異構(gòu)雙腿機(jī)器人控制復(fù)雜，研究較困難。利用VC++6.0開(kāi)發(fā)出了髖關(guān)節(jié)控制程序、參數(shù)辨識(shí)程序、六維力/力矩傳感器數(shù)據(jù)采集程序和基于過(guò)程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的步態(tài)識(shí)別程序。 本論文重點(diǎn)研究了智能仿生腿的控