雙足仿人機(jī)器人姿態(tài)規(guī)劃的設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、仿人機(jī)器人的研究和發(fā)展體現(xiàn)了機(jī)器人科研領(lǐng)域的先端技術(shù)成果,全世界眾多科學(xué)家和科研人員對(duì)于仿人機(jī)器人的探索與研究使其逐漸發(fā)展成為機(jī)器人學(xué)的一項(xiàng)重要分支。眾所周知,機(jī)器人技術(shù)是綜合多門檢測(cè)技術(shù)和控制科學(xué)的研究領(lǐng)域,它的發(fā)展和進(jìn)步需要依靠各科學(xué)領(lǐng)域理論知識(shí)和實(shí)踐技術(shù)成果的支持。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步,機(jī)器人領(lǐng)域的研究進(jìn)入了新時(shí)代,眾多科研機(jī)構(gòu)著手進(jìn)行小型仿人機(jī)器人的科研任務(wù),研制小型仿人機(jī)器人進(jìn)行控制算法和理論的研究,不但節(jié)約了研發(fā)成本和時(shí)間,

2、還能較好的完成科研任務(wù)。本課題旨在提出一種仿人機(jī)器人雙足靜態(tài)步行的步態(tài)設(shè)計(jì)和規(guī)劃方法,以實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的小型仿人機(jī)器人樣機(jī)為載體,進(jìn)行了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),樣機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,通過(guò)仿人機(jī)器人靜態(tài)步行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了提出的步態(tài)規(guī)劃方法的可行性。
　　首先,本文對(duì)機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì),提出系統(tǒng)的功能需求和控制指標(biāo);接下來(lái)設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件功能,對(duì)控制器及其功能電路進(jìn)行設(shè)計(jì)選型并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其功能的合理性,選定了主控器

3、電路板,設(shè)計(jì)了中間控制器電路板等;最后對(duì)控制系統(tǒng)軟件構(gòu)架進(jìn)行了設(shè)計(jì),根據(jù)各硬件功能模塊編寫了相應(yīng)底層驅(qū)動(dòng)程序,如舵機(jī)狀態(tài)查詢,電源電壓檢測(cè),傳感器數(shù)據(jù)接收與處理等,還建立了系統(tǒng)控制功能表,便于上位機(jī)查詢和控制各硬件功能模塊,加強(qiáng)了控制系統(tǒng)的可控性。
　　其次,本文對(duì)仿人機(jī)器人樣機(jī)的機(jī)構(gòu)、關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器及樣機(jī)自由度配置做了介紹,以樣機(jī)為例構(gòu)建機(jī)器人數(shù)學(xué)模型,建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程并進(jìn)行分析求解,用正運(yùn)動(dòng)學(xué)推導(dǎo)出機(jī)器人的位姿變換矩陣,通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)