雙足機器人行走穩(wěn)定性控制方法與實驗研究.pdf

1、雙足機器人是融合了機械、控制、計算機、材料等多學科技術的一個載體，是仿生學的一個典型例子，它高度的匯集了各相關學科的前沿技術，并將其有機的結合在一起。數(shù)十年來，人們對其研究的熱情絲毫不減，不僅是因為他能夠代表研究者的科研實力與理論水平，而且在對其研究的過程中也積極推動了相關領域的發(fā)展。雙足機器人在軍事、醫(yī)療和服務領域都有著廣闊的前景。
　　 本文研究了雙足機器人行走穩(wěn)定性的控制方法并對其進行了實驗研究，主要包括雙足機器人步態(tài)穩(wěn)定

2、性判據(jù)，步態(tài)穩(wěn)定性檢測系統(tǒng)，步態(tài)穩(wěn)定性控制策略等。分析了雙足機器人零力矩點ZMP與壓力中心點COP之間的相互關系，建立了COP檢測原理，并從原理上推導證明了在機器人足底與地面無粘性力和無吸附力的情況下，機器人的COP與ZMP位置相同。所以提出了通過檢測COP位置，從而獲得ZMP位置的檢測方法，并結合機器人ZMP和機器人重心點COG，獲得了雙足機器人步態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)。
　　 設計并調試了基于PC和Turbo PMAC PCI的雙足機

3、器人步態(tài)穩(wěn)定性檢測及控制系統(tǒng)，分層闡述了檢測系統(tǒng)的硬件組成及控制軟件，分析了該系統(tǒng)的硬件性能和相應的軟件實現(xiàn)方法。結合仿生的步態(tài)控制方法及人在行走時ZMP平穩(wěn)移動的特性，提出了基于移動可伸縮三維倒立擺模型的雙足機器人步態(tài)控制策略。通過ZMP點在有效穩(wěn)定范圍內的調整，對足部的踝關節(jié)和足趾關節(jié)進行力矩限定，同時將伸縮桿的驅動力作為實際多桿模型下各關節(jié)驅動補償力矩，實現(xiàn)了步態(tài)補償控制。在雙足機器人HEUBR_l物理樣機的實驗平臺上，完成了機器