液壓驅(qū)動(dòng)雙足機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其步態(tài)仿真.pdf

1、雙足機(jī)器人技術(shù)融合了機(jī)械制造工程、仿生學(xué)及人工智能等多學(xué)科技術(shù)，反映了國家制造業(yè)、信息技術(shù)等綜合實(shí)力，受到國內(nèi)外研究學(xué)者們的高度重視。隨著美國波士頓動(dòng)力公司發(fā)布了高性能液壓驅(qū)動(dòng)雙足機(jī)器人Petman與Atlas，液壓系統(tǒng)的高動(dòng)態(tài)性、大功率質(zhì)量比等優(yōu)勢引發(fā)了液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的研究熱潮，而國內(nèi)對液壓驅(qū)動(dòng)的雙足機(jī)器人研究卻相對較少?；谝陨锨闆r，本文針對液壓驅(qū)動(dòng)的雙足機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其步態(tài)仿真進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下:
　　1.對人體

2、下肢運(yùn)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了分析，模仿人體的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及肌肉驅(qū)動(dòng)形式，配置了雙足機(jī)器人的仿生自由度及尺寸參數(shù)，設(shè)計(jì)了兩種兩自由度并聯(lián)直驅(qū)結(jié)構(gòu)并分別應(yīng)用于機(jī)器人踝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)，針對膝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)了連桿直驅(qū)結(jié)構(gòu)，完成了液壓驅(qū)動(dòng)雙足機(jī)器人的總體仿生機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　2.針對所設(shè)計(jì)的雙足機(jī)器人，分別建立了機(jī)器人擬解耦的前向、側(cè)向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并對其進(jìn)行了正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解?；贒-H方法，建立了機(jī)器人關(guān)節(jié)的局部運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對具有強(qiáng)耦合性的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)器的伸縮運(yùn)動(dòng)進(jìn)

3、行了求解。
　　3.基于ZMP最大穩(wěn)定裕度方法，對設(shè)計(jì)的雙足機(jī)器人進(jìn)行了步態(tài)規(guī)劃。針對所設(shè)計(jì)的雙足機(jī)器人，對機(jī)器人前向與側(cè)向軌跡參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)置，通過對參數(shù)的遍歷求解，獲得了ZMP穩(wěn)定裕度最大情況下機(jī)器人的步態(tài)軌跡及驅(qū)動(dòng)器的伸縮狀態(tài)。
　　4.基于ADAMS仿真平臺(tái)，構(gòu)建了所設(shè)計(jì)的雙足機(jī)器人的虛擬樣機(jī)，并對該樣機(jī)進(jìn)行了步態(tài)模擬仿真，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的穩(wěn)定行走，驗(yàn)證了其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、規(guī)劃方法及仿生機(jī)構(gòu)的可行性。基于步態(tài)仿真，給出了