仿人型跑步機器人的穩(wěn)定性條件及步態(tài)規(guī)劃.pdf

1、雙足機器人與輪式、爬行式和履帶式等移動機器人相比，有著更好的環(huán)境適應(yīng)性，這種優(yōu)越性在非結(jié)構(gòu)環(huán)境中的表現(xiàn)尤為突出。在借鑒有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，本文對雙足跑步機器人在步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定性判據(jù)等方面進行了研究，并應(yīng)用三維造型軟件進行了機器人模擬跑步運動。 簡要介紹了跑步機器人的簡單倒立擺模型(跳躍機器人)。給出了仿人型跑步機器人的結(jié)構(gòu)模型，并對其周期和運動進行了分析；在桿件坐標系下，基于齊次坐標變換對雙足跑步機器人進行了正逆運動學的建模，為后

2、續(xù)的步態(tài)規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。并分別對跑步機器人的單腳支撐期和飛行期規(guī)劃了穩(wěn)定性判別依據(jù)。 基于規(guī)劃的穩(wěn)定性判別依據(jù)，通過三次樣條插值對跑步機器人的踝關(guān)節(jié)軌跡以及髖關(guān)節(jié)軌跡進行了參數(shù)化規(guī)劃，在規(guī)劃中除滿足起跳時刻角動量約束在一定范圍內(nèi)之外，還要力求滿足穩(wěn)定裕度最大化。結(jié)合逆運動學方程，對其它關(guān)節(jié)進行了規(guī)劃。深入討論了雙足跑步機器人的起始步態(tài)和停止步態(tài)的規(guī)劃問題，使得機器人獲得了一個完整的步態(tài)。對規(guī)劃結(jié)果進行了計算機仿真，并說明了規(guī)劃的