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《雙足機器人步態(tài)規(guī)劃及動態(tài)穩(wěn)定性的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)AThesisfortheMasterDegreeinMechanicalDesignandTheoryGaitPlanningandDynamicStabilityStudyofBipedRobotByLiXiaohuiSupervisor：ProfessorWangHongNortheasternUniversityJune2011㈣啾螋舢1㈣蜩萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學位論文是在導師的指導下完成的。論文中取得的研究成果除加以標注和致謝的地方外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果
2、，也不包括本人為獲得其他學位而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說明并表示謝=t思。學位論文作者簽名：夕繭觀望廣、日期：沙竹易目汐日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者和指導教師完全了解東北大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定：即學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索、交流。作者和導師同意網(wǎng)上交流的時間為作者獲得學位后：半年口一年口一年半口兩年∥學位論文作者簽名
3、：老駭緣簽字日期：沙，辟6日調(diào)導師簽名：簽字日期：加，f阜／司西日萬方數(shù)據(jù)東北大學碩士學位論文摘要雙足機器人步態(tài)規(guī)劃及動態(tài)穩(wěn)定性研究摘要仿人機器人是機器人研究領(lǐng)域最高研究成果的代表。它是一門高度交叉的學科，它廣泛涉及機械學、電子學、計算機科學、自動控制工程、人工智能、仿生學等多個領(lǐng)域，是目前科學研究最活躍的領(lǐng)域之一。與輪式、履帶式和多足式等機器人運動時的穩(wěn)定支撐不同，步行的穩(wěn)定性一直是雙足步行機器人所要解決的主要技術(shù)難點，尤其是快速的動態(tài)步行，對穩(wěn)定性提出了很高的要求。為了解決這一問題，除了結(jié)構(gòu)設計要合理和
4、控制系統(tǒng)優(yōu)I曼#1-，合理的步態(tài)規(guī)劃對于解決這一問題顯得尤為關(guān)鍵。因此，步態(tài)規(guī)劃一直是仿人機器人的研究熱點之一。本文以上屆學長已設計好機構(gòu)的雙足機器人為研究對象，對其進行了步態(tài)規(guī)劃的研究。首先，對雙足機器人的運動規(guī)劃進行了研究，并分別對路徑規(guī)劃方法和步態(tài)規(guī)劃方法進行詳細講述。在對靜態(tài)步行和動態(tài)步行進行分析之后，對雙足機器人步行穩(wěn)定性控制的關(guān)鍵ZMP(零力矩點)理論進行了研究，為后面章節(jié)的規(guī)劃做好準備。同時對于雙足機器人兩種主要的步行生成模式進行了研究和討論，選擇了基于線性倒立擺模型的步行生成模式。然后，結(jié)合
5、設計好的機器人樣機的結(jié)構(gòu)尺寸、質(zhì)量和自由度的配置對仿人機器人的運動學建模方法進行了研究，將雙足機器人的運動解耦為前向運動和側(cè)向運動并建立了運動學模型，采用廣義坐標法，進行了正逆運動學求解，為后來的步態(tài)規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。在運動學建模的基礎(chǔ)上，基于拉格朗日動力學方程進行機器人的動力學建模，該建模方法在求得各關(guān)節(jié)角變化信息后可以方便地分析各關(guān)節(jié)所需的驅(qū)動力矩，作為動力學分析和機器人電機選型的依據(jù)。最后，基于ZMP穩(wěn)定性判據(jù)采用三次樣條函數(shù)對機器人進行了完整的步態(tài)規(guī)劃，并將規(guī)劃重點放在周期性的正常行走階段。采用更為接近
6、人類步行的改進的兩步規(guī)劃法，使得運動更加流暢自然。在一些合理假設和約束條件下，對機器人的踝關(guān)節(jié)，髖關(guān)節(jié)的前向和側(cè)向運動的關(guān)鍵點進行了周期性參數(shù)化，力求得到有較大穩(wěn)定裕度的規(guī)劃結(jié)果，以保證規(guī)劃的良好穩(wěn)定性。為了驗證步態(tài)規(guī)劃的周期性和準確性，需要通過以上規(guī)劃得出各個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角和其一階、二階導數(shù)的變化情況。進而代入動力學方程求得各個關(guān)節(jié)的驅(qū)動力矩。最后對機器人的起步和止步階段進行規(guī)劃，得到了完整的離線規(guī)劃。關(guān)鍵詞：雙足機器人，ZMP動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)，運動學和動力學，步態(tài)規(guī)劃萬方數(shù)據(jù)東北大學碩士學位論文Abstract
7、GaitPlanningandDynamicStabilityStudyofBipedRobotABSTRACTHumanoidrobotstandsforthehighestresearchresultintherobotfield．Asahighdegreecrossdisciplineitcontainsmechanics，electronic，computerscience，automaticcontrolengineering，artificialintelligence，bionicsandot
8、hertechnologiesandisoneofthehottestresearchfield．Differentfromthestablesupportingofwheeltype，pedrailtype，multipedtypeandotherkindofrobotswhentheyaremoving，stabilizationofhumanoidwalkinghasalwaysbeenthemaintec
