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《四足移動機(jī)器人平地穩(wěn)定行走步態(tài)的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著移動機(jī)器人的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，對移動機(jī)器人的研究越來越多，而步態(tài)規(guī)劃一直都是移動機(jī)器人研究中的一個熱點(diǎn)。本文結(jié)合黑龍江省科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目“多運(yùn)動方式四足移動仿生機(jī)器人”，對該機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動學(xué)建模和平地穩(wěn)定行走的步態(tài)規(guī)劃。機(jī)械結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動學(xué)建模是步態(tài)規(guī)劃的基礎(chǔ)，本文首先對該機(jī)器人進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)分析，計(jì)算在行走過程中四腿著地、三腿著地和單腿運(yùn)動的自由度。接著建立此四足機(jī)器人的并聯(lián)運(yùn)動學(xué)模型，給出上平臺對下平臺的位姿T，由并聯(lián)運(yùn)動學(xué)公式求解出各足趾相對上平臺的位置。然后建立單腿串聯(lián)運(yùn)動學(xué)模型，根據(jù)足趾在基坐標(biāo)下的位
2、置反解出三個關(guān)節(jié)角度。在此基礎(chǔ)上根據(jù)各約束關(guān)節(jié)的機(jī)械限位，分析該機(jī)器人軀體的空間運(yùn)動范圍。步態(tài)規(guī)劃是本文所討論的重點(diǎn)。針對本文設(shè)定的步態(tài)假定，對比研究了基于假定范疇的所有可能步態(tài)，在保證穩(wěn)定的條件下從耗能、效率、運(yùn)動空間幾個方面論證穩(wěn)定行走的最佳步態(tài)。然后在運(yùn)動空間的約束下，討論其對應(yīng)的初始位姿。靜態(tài)穩(wěn)定步態(tài)是穩(wěn)定行走的最基本步態(tài)，為謀求更大的穩(wěn)定裕度，先規(guī)劃固定重心點(diǎn)的靜態(tài)步態(tài)，在此基礎(chǔ)上再規(guī)劃隨動靜態(tài)步態(tài)以改善運(yùn)動的平滑性。為了解決能在不同方向上行走的問題，又規(guī)劃了零半徑轉(zhuǎn)彎步態(tài)。同時討論了穩(wěn)定裕度和運(yùn)動參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，并給出以上兩
3、種步態(tài)的穩(wěn)定裕度。為了進(jìn)一步提高機(jī)器人的運(yùn)動速度，引出ZMP動態(tài)穩(wěn)定理論。規(guī)劃了固定ZMP和隨動ZMP兩種動態(tài)穩(wěn)定步態(tài)，仿真表明，隨動ZMP的動態(tài)穩(wěn)定步態(tài)相對固定ZMP的動態(tài)穩(wěn)定步態(tài)的運(yùn)動參數(shù)較好，軌跡更平滑，速度變化范圍較小。關(guān)鍵詞四足；機(jī)器人；步態(tài)規(guī)劃；ZMP；穩(wěn)定行走墜壘堡三些奎耋三蘭塑圭耋墨簍圣AbstractWiththeextensionoftheapplicationrangeofquadrupedmobilerobot．thestudyofmobilerobotwasmoreandmore，andthegaitplanningis
4、alwaysthefoCUSofmobilerobotresearch．ThisdissertationgoeswiththeHeiLongJiangProvinceScienceandTechnologyimportantproject“multi-locomotionquadrupedrobot”，tomakethekinematicsmodelandgaitplanningonfiat．Structureanalyzeandkinematicsmodelisthebasisofgaitplanning，SOfirst，analyzethes
5、tructureoftherobot，andcalculatetheDOFwiththreelegstouchdown，four-legstouchdownandeachswingleg．Thenmaketheparallelkinematicsmodeloftherobot，getthepositionoftoesbyparallelkinematics．Theseriesmodelofeachlegisgiven，accordingitandthepositionofeachtoe，wegetthreejointangles．Onthebas
6、eofthem，analyzethelocomotionrangeoftherobotinthemechanicallimitofalljoints．Gaitplanningistheemphasisofthisdissertation．Contraststudybetweenallpossiblegaitsundermyhypothesisisproposed．Provetheoptimumstablewalkinggaitonfiatfromtheaspectsofcosting，efficiency,locomotionrange．Then
7、initialpositionandfourtoestouchpositionisdiscussed．Becausestaticgaitisthebasegait，planningfittedstaticgaitfirstinordertogetmoremargin，thenplanningitsmovingstaticgaittoimprovethesmoothoflocomotion．Toresolvetheproblemofwalkingindifferentorientation，originalturninggaitisplanned．
8、Forthereasonofsteadymarginisanimportantparameterofstablegait，therela
