兩足仿人機(jī)器人的研制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬,其中雙足仿人機(jī)器人以其獨(dú)特的特點(diǎn)受到了各方的廣泛關(guān)注,成為機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。雙足仿人機(jī)器人行走系統(tǒng)占地面積小,活動(dòng)范圍大,對(duì)步行環(huán)境要求低且具有一定的逾越障礙的能力,移動(dòng)“盲區(qū)”小,具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。由于雙足步行是生物界難度最大的步行動(dòng)作,但其步行性能卻是其它步行結(jié)構(gòu)所無法比擬的,因此雙足步行是雙足仿人機(jī)器人研究的關(guān)鍵技術(shù)之一,穩(wěn)定的步行是雙足仿人機(jī)器人區(qū)別于其他機(jī)器人的主要標(biāo)志。本課

2、題旨在研制一種雙足仿人機(jī)器人,通過對(duì)機(jī)器人進(jìn)行步態(tài)規(guī)劃,使其實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定步行。
　　 首先,通過對(duì)機(jī)器人的構(gòu)型方式和自由度配置方案的分析,確定了串聯(lián)構(gòu)型方式及符合機(jī)器人功能要求最少自由度的機(jī)器人設(shè)計(jì)方案,結(jié)合人體形態(tài)特征和仿生學(xué),在PRO/E中對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了實(shí)體造型和虛擬裝配,設(shè)計(jì)出了尺寸比例接近于人體的機(jī)器人機(jī)械本體。
　　 其次,構(gòu)造出了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)方程并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析求出了描述機(jī)器人位

3、姿的變換矩陣,逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析根據(jù)位姿求出了機(jī)器人各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)角度。各關(guān)節(jié)的雅可比矩陣的求解為判斷機(jī)器人奇異位置提供了依據(jù)。運(yùn)動(dòng)學(xué)分析為機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。
　　 再次,對(duì)機(jī)器人步態(tài)類別和步行穩(wěn)定條件進(jìn)行了分析,并對(duì)ZMP進(jìn)行計(jì)算為穩(wěn)定步行提供了依據(jù),采用ZMP步態(tài)規(guī)劃方法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了步態(tài)規(guī)劃；在仿真軟件ADAMS中建立了仿真模型,對(duì)步行時(shí)機(jī)器人已規(guī)劃好的步態(tài)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,并對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)器人腳掌、重心、關(guān)節(jié)角度進(jìn)行了驗(yàn)證,驗(yàn)