仿人足球機(jī)器人的研究與控制.pdf

1、仿人機(jī)器人的行走方式是類(lèi)人的雙足步行,擁有很好的靈活性,有著其它的機(jī)器人無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),其技術(shù)是當(dāng)今機(jī)器人領(lǐng)域的研究前沿和熱點(diǎn)方向之一。本文設(shè)計(jì)一款仿人機(jī)器人,并對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,使其實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定行走。首先回顧和總結(jié)了仿人機(jī)器人的歷史和發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)國(guó)內(nèi)外各主要研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的仿人足球機(jī)器人進(jìn)行了分析和對(duì)比,并介紹了本文研究的主要內(nèi)容。其次設(shè)計(jì)了仿人足球機(jī)器人的關(guān)節(jié)自由度,并配置了系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)。在確定機(jī)械結(jié)構(gòu)之后,本文對(duì)控制電路進(jìn)行了

2、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),完成仿人足球機(jī)器人的硬件配置。接著對(duì)仿人足球機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,采用D-H矩陣法[1-2]建立坐標(biāo)系,得出D-H參數(shù)表,從而根據(jù)D-H矩陣運(yùn)算得出其運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的方程,同時(shí)得出仿人足球機(jī)器人各關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角軌跡。然后基于三維倒立擺模型根據(jù)ZMP[3]穩(wěn)定性判據(jù)對(duì)仿人足球機(jī)器人進(jìn)行步態(tài)規(guī)劃。通過(guò)提出理想ZMP的軌跡來(lái)規(guī)劃仿人足球機(jī)器人質(zhì)心(COG)和踝關(guān)節(jié)的軌跡。最后,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)際測(cè)得的ZMP的位置和規(guī)劃中理想的Z