雙足仿人機器人姿態(tài)規(guī)劃的設(shè)計與開發(fā).pdf

1、仿人機器人的研究和發(fā)展體現(xiàn)了機器人科研領(lǐng)域的先端技術(shù)成果,全世界眾多科學(xué)家和科研人員對于仿人機器人的探索與研究使其逐漸發(fā)展成為機器人學(xué)的一項重要分支。眾所周知,機器人技術(shù)是綜合多門檢測技術(shù)和控制科學(xué)的研究領(lǐng)域,它的發(fā)展和進步需要依靠各科學(xué)領(lǐng)域理論知識和實踐技術(shù)成果的支持。隨著科技的發(fā)展和進步,機器人領(lǐng)域的研究進入了新時代,眾多科研機構(gòu)著手進行小型仿人機器人的科研任務(wù),研制小型仿人機器人進行控制算法和理論的研究,不但節(jié)約了研發(fā)成本和時間,

2、還能較好的完成科研任務(wù)。本課題旨在提出一種仿人機器人雙足靜態(tài)步行的步態(tài)設(shè)計和規(guī)劃方法,以實驗室自主研發(fā)的小型仿人機器人樣機為載體,進行了控制系統(tǒng)的設(shè)計,樣機數(shù)學(xué)模型的建立和運動學(xué)分析,通過仿人機器人靜態(tài)步行實驗,驗證了提出的步態(tài)規(guī)劃方法的可行性。
　　首先,本文對機器人的控制系統(tǒng)進行了整體設(shè)計,提出系統(tǒng)的功能需求和控制指標(biāo);接下來設(shè)計了控制系統(tǒng)的硬件功能,對控制器及其功能電路進行設(shè)計選型并通過實驗驗證了其功能的合理性,選定了主控器

3、電路板,設(shè)計了中間控制器電路板等;最后對控制系統(tǒng)軟件構(gòu)架進行了設(shè)計,根據(jù)各硬件功能模塊編寫了相應(yīng)底層驅(qū)動程序,如舵機狀態(tài)查詢,電源電壓檢測,傳感器數(shù)據(jù)接收與處理等,還建立了系統(tǒng)控制功能表,便于上位機查詢和控制各硬件功能模塊,加強了控制系統(tǒng)的可控性。
　　其次,本文對仿人機器人樣機的機構(gòu)、關(guān)節(jié)驅(qū)動器及樣機自由度配置做了介紹,以樣機為例構(gòu)建機器人數(shù)學(xué)模型,建立運動學(xué)方程并進行分析求解,用正運動學(xué)推導(dǎo)出機器人的位姿變換矩陣,通過逆運動學(xué)