基于虛擬樣機的仿人機器人步態(tài)規(guī)劃方法的研究.pdf

1、機器人技術(shù)是當今世界最前沿的研究領(lǐng)域之一，其中仿人機器人是最具有代表性的智能機器人，因為仿人機器人外觀和人類相仿，采用雙足行走，相對其他形態(tài)的機器人對環(huán)境有更好的適應(yīng)能力。仿人機器人可以取代人類完成高危作業(yè)等工作，在航空、軍事等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。在仿人機器人的研究方向里，對機器人的步態(tài)進行合理的規(guī)劃，使得機器人能夠在目標環(huán)境中穩(wěn)定行走是核心問題。本課題以實驗室自主仿人機器人為背景，以仿人機器人的虛擬樣機為平臺，對雙足機器人的步態(tài)規(guī)

2、劃方法和行走穩(wěn)定性進行研究。主要工作如下：
　　1.以實體機器人為模型，采用 D-H法則對機器人進行建模，將機器人簡化為七連桿模型，對該機器人整體建立全局坐標系，同時以各個桿件的質(zhì)心為原點，分別確立其局部坐標系；通過D-H矩陣法建立機器人的正運動型模型和逆運動型模型，從而得到機器人位姿和重要關(guān)節(jié)角度的關(guān)系，根據(jù)機器人位姿矩陣求逆解，推導出各個關(guān)節(jié)的角度，這是步態(tài)規(guī)劃的基礎(chǔ)。最后，通過動力學方程，在機器人步行單足和雙足支撐階段建立動

3、力學模型。對步行機器人的穩(wěn)定條件進行分析，分別得出低速行走狀態(tài)下的靜態(tài)行走的重心位置和快速行走狀態(tài)下的ZMP點的計算公式。
　　2.以零力矩點作為判斷標準，對機器人的步態(tài)規(guī)劃進行設(shè)計，首先根據(jù)機器人的步行中的約束條件，利用三次插值的方法，求解出各個關(guān)節(jié)運動軌跡，再根據(jù)逆運動學方程，求解出實際的ZMP的運動軌跡，將實際的運動軌跡和理想軌跡做對比，逐步改進機器人步行參數(shù)，最終實現(xiàn)機器人的穩(wěn)定行走。
　　3.建立虛擬樣機平臺，首先