雙足步行方法與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、雙足步行機器人研究作為控制技術和控制理論領域中一項非常具有挑戰(zhàn)性的研究工作，具有重要的科研價值，不僅可以推動機械電子、人工智能等多學科的發(fā)展，促進新控制理論和控制方法的產(chǎn)生，還具有在軍事、娛樂、醫(yī)療等事業(yè)上的廣闊的應用前景。本文對新設計的多自由度雙足步行機器人下肢作為研究對象，系統(tǒng)地分析了雙足步行機器人運動特性，并對其運動控制系統(tǒng)進行了研究。 本文首先確定了以一種十字萬向聯(lián)軸節(jié)做為腳踝和髖關節(jié)雙自由度的實現(xiàn)方式，關節(jié)均采用了直流

2、伺服電機加滾珠絲杠齒輪傳動減速機構的杠桿形式的驅動方式。在分析證明了踝、髖關節(jié)在并聯(lián)驅動下運動自由度可實現(xiàn)后，針對下肢體的機械參數(shù)，建立了動力學模型，著重研究了其前向動力學方程，并通過證明簡化了該方程。進而通過對人體特征和擬人行走步態(tài)研究，結合本體樣機特點，進行了擬人運動步態(tài)規(guī)劃，通過立方插補計算的方法建立了各關節(jié)的軌跡曲線方程，并通過MATLAB對該軌跡方程進行了步態(tài)描述，然后，對該步態(tài)軌跡進行了前向ZMP穩(wěn)定邊界分析。設計了機器人硬