仿人型跑步機(jī)器人的穩(wěn)定性條件及步態(tài)規(guī)劃.pdf

1、雙足機(jī)器人與輪式、爬行式和履帶式等移動(dòng)機(jī)器人相比，有著更好的環(huán)境適應(yīng)性，這種優(yōu)越性在非結(jié)構(gòu)環(huán)境中的表現(xiàn)尤為突出。在借鑒有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，本文對(duì)雙足跑步機(jī)器人在步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定性判據(jù)等方面進(jìn)行了研究，并應(yīng)用三維造型軟件進(jìn)行了機(jī)器人模擬跑步運(yùn)動(dòng)。 簡(jiǎn)要介紹了跑步機(jī)器人的簡(jiǎn)單倒立擺模型(跳躍機(jī)器人)。給出了仿人型跑步機(jī)器人的結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)其周期和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析；在桿件坐標(biāo)系下，基于齊次坐標(biāo)變換對(duì)雙足跑步機(jī)器人進(jìn)行了正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的建模，為后

2、續(xù)的步態(tài)規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。并分別對(duì)跑步機(jī)器人的單腳支撐期和飛行期規(guī)劃了穩(wěn)定性判別依據(jù)。 基于規(guī)劃的穩(wěn)定性判別依據(jù)，通過(guò)三次樣條插值對(duì)跑步機(jī)器人的踝關(guān)節(jié)軌跡以及髖關(guān)節(jié)軌跡進(jìn)行了參數(shù)化規(guī)劃，在規(guī)劃中除滿足起跳時(shí)刻角動(dòng)量約束在一定范圍內(nèi)之外，還要力求滿足穩(wěn)定裕度最大化。結(jié)合逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，對(duì)其它關(guān)節(jié)進(jìn)行了規(guī)劃。深入討論了雙足跑步機(jī)器人的起始步態(tài)和停止步態(tài)的規(guī)劃問(wèn)題，使得機(jī)器人獲得了一個(gè)完整的步態(tài)。對(duì)規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，并說(shuō)明了規(guī)劃的