兩足機(jī)器人動態(tài)步行研究.pdf

1、機(jī)器人技術(shù)代表了機(jī)電一體化的最高成就,是二十世紀(jì)人類最偉大的成果之一.機(jī)器人中的兩足步行機(jī)器人雖然只有近四十年的歷史,但是由于它獨(dú)特的適應(yīng)性和擬人性,成為了機(jī)器人領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向.該文首先設(shè)計(jì)了FM-1兩足步行機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu),并選擇舵機(jī)作為驅(qū)動源.然后,基于廣義坐標(biāo)對該機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)建模,該方法運(yùn)算簡便、直觀易懂.在運(yùn)動學(xué)建模的基礎(chǔ)上,基于拉格朗日動力學(xué)方程進(jìn)行機(jī)器人的動力學(xué)建模,該建模方法可以方便地分析各關(guān)節(jié)所需的驅(qū)動力矩

2、,作為動力學(xué)分析和機(jī)器人電機(jī)選型的依據(jù).在FM-1的步態(tài)規(guī)劃問題上,首先基于三次樣條插值規(guī)劃機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)軌跡.然后,結(jié)合機(jī)器人的幾何約束和運(yùn)動約束,推導(dǎo)機(jī)器人參數(shù)化步態(tài)設(shè)計(jì)的推導(dǎo)公式,機(jī)器人步態(tài)的參數(shù)化設(shè)計(jì)大大方便了機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析.最后,在matlab環(huán)境下采用有約束的遺傳算法,以ZMP點(diǎn)的軌跡作為約束條件,以關(guān)節(jié)加速度最小為優(yōu)化目標(biāo),對參數(shù)化步態(tài)設(shè)計(jì)中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化并進(jìn)行仿真.仿真結(jié)果顯示本文所采用的步態(tài)規(guī)劃方法