經(jīng)典倒立擺模型在雙足步行機器人系統(tǒng)中的應用.pdf

1、機器人技術是電子、機械、人工智能等各個領域新技術的結晶，雙足步行機器人的研究作為機器人學的一個分支，無疑對機器人研究的技術和思想提出了更高的要求。由于雙足步行機器人良好的靈活性，更能適應各種環(huán)境的要求，逐漸成為當今機器人研究的重點領域。在機器人眾多的研究方法中，由于倒立擺系統(tǒng)與兩足機器人行走有很大的相似性．所以近年來通過倒立擺系統(tǒng)來模擬雙足機器人步行，來研究雙足機器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制方法，成為雙足機器人新的研究方向。本文以雙足機器人為

2、研究對象，主要做了一下幾方面的工作： 首先，回顧和總結了雙足步行機器人和倒立擺系統(tǒng)的研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀，對國內(nèi)外各主要研究機構設計的雙足步行機器人進行了分析和對比，并介紹了本文研究的主要內(nèi)容。 其次介紹簡化的倒立擺模型在雙足步行機器人的運動分析中的應用方法和簡化方法，認為倒立擺傾倒時底部位置不變，簡化計算和分析的復雜性。 然后將雙足步行機器人簡化成連桿模型，由于機器人徑向運動涉及的自由度大都集中在徑向平面內(nèi)，所以

3、可以用平面連桿機構來簡化表示機器人并分析機器人的動作，通過D—H方法建立運動學模型，找出重心的表示方法。將這簡化模型應用于機器人起立動作的分析，推導出機器人完成起立動作的穩(wěn)定性條件。 用倒立擺模型分析比較雙足步行機器人兩種側向步行方法，描述了兩種方法的運動規(guī)劃，討論非仿生側步的穩(wěn)定條件。比較質(zhì)心軌跡和時間。 最后，在一個自制的17個舵機的雙足步行機器人的平臺上，對起立和兩種側向步行動作進行了實際驗證。達到了令人滿意的效果