双足步行机器人步态规划研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wgy_2003_9
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机器人技术代表了机电一体化的最高成就,是二十世纪人类最伟大的成果之一。机器人中的两足步行机器人虽然只有近四十年的历史,但是由于它独特的适应性和拟人性,成为了机器人领域的一个重要发展方向。双足步行机器人与轮式、爬行式和履带式等移动机器人相比,有着更好的环境适应性,这种优越性在非结构环境里的表现尤为突出。步态规划是双足步行机器人研究的关键技术之一,稳定自然的步行是双足步行机器人区别于其它机器人的主要标志,也是其实现基本操作功能的基础。由于双足步行机器人是一个高阶、非线性和强藕合的系统,难以建立可用于运动规划的显式有效的数学模型,本文借鉴目前国内外的研究成果,利用Lagrange动力学普遍方程建立了步行机器人的简化解藕运动模型,在此基础上推导了机器人稳定步行的条件。论文重点讨论了动态步行的规划设计和仿真,详细分析了基于零力矩点的仿人机器人动态步行运动规划方法。这一方法首先根据机器人行走过程中存在的约束确定关键点,然后采用三次样条函数对关键点插值,得到踝关节的轨迹,最后根据运动学约束计算各个关节的运动轨迹。本文根据规划方法进行了仿真,仿真结果表明这一方法是可行而且有效的。考虑上、下肢运动的协调,本文对上肢的运动作了简单的规划。
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