本文關(guān)鍵詞：雙足機(jī)器人行走步態(tài)平滑切換方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：雙足機(jī)器人是集機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、傳感等核心部件,以及仿生、感知、交互、智能等前沿技術(shù)于一體的綜合平臺(tái),其研究成果是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志,在科學(xué)探索、航空航天、運(yùn)輸、維修保養(yǎng)以及康復(fù)醫(yī)療等方面均具有廣泛的應(yīng)用前景。步態(tài)規(guī)劃是雙足機(jī)器人研究的關(guān)鍵技術(shù)之一,是雙足機(jī)器人行走的基礎(chǔ),而步態(tài)切換是雙足機(jī)器人應(yīng)用于各種實(shí)際場(chǎng)合不可或缺的技術(shù)難點(diǎn)。因此,研究雙足機(jī)器人的步態(tài)切換問(wèn)題,使其實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定、靈活的步態(tài)切換具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文在調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,提出了一種適用于雙足機(jī)器人步態(tài)切換的步態(tài)規(guī)劃方法,并進(jìn)行了步態(tài)仿真和物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn),主要研究工作如下：1.針對(duì)小型舵機(jī)雙足機(jī)器人的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸軸線不相交的特點(diǎn),建立了關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸軸線不相交的十一桿連桿模型�；谠撨B桿模型,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,為雙足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃提供了模型依據(jù)。2.提出了一種基于髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)原理的步態(tài)規(guī)劃方法,開(kāi)展了雙足機(jī)器人髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)和不擺動(dòng)行走仿真研究,結(jié)果表明：在相同的行走參數(shù)下,髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)的行走方式能夠有效地減少各關(guān)節(jié)的角度值,降低能耗,減小機(jī)器人腳部所受地面接觸力,增強(qiáng)機(jī)器人行走的穩(wěn)定性。3.基于髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)原理的步態(tài)規(guī)劃方法,采用三次樣條函數(shù)擬合步態(tài)切換過(guò)程的平滑切換軌跡,開(kāi)展了雙足機(jī)器人在不同步長(zhǎng)、不同步行周期、不同路面行走的步態(tài)切換仿真實(shí)驗(yàn),獲得了步態(tài)切換過(guò)程中各關(guān)節(jié)的平滑運(yùn)動(dòng)軌跡、角度、角速度和角加速度。4.搭建了雙足機(jī)器人物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別開(kāi)展了雙足機(jī)器人在不同步長(zhǎng)、不同步行周期之間進(jìn)行切換的行走實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果一致,驗(yàn)證了基于髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)的步態(tài)切換方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：雙足機(jī)器人 零力矩點(diǎn) 步態(tài)規(guī)劃 三次樣條插值 步態(tài)切換 物理樣機(jī) 行走實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 雙足機(jī)器人研究概述11-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 雙足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃的研究現(xiàn)狀及分析15-16
• 1.4 雙足機(jī)器人步態(tài)切換的研究現(xiàn)狀及分析16-18
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排18-20
• 2 雙足機(jī)器人模型的建立與步行穩(wěn)定性判據(jù)20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸軸線不相交的連桿模型的建立20-22
• 2.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)建模22-28
• 2.3.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)建模22-26
• 2.3.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模26-28
• 2.4 步行穩(wěn)定性判據(jù)28-30
• 2.4.1 ZMP的定義28-29
• 2.4.2 穩(wěn)定步行的條件29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 3 基于髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)原理的步態(tài)規(guī)劃方法研究32-56
• 3.1 引言32-33
• 3.2 雙足機(jī)器入步態(tài)規(guī)劃方法33-35
• 3.3 基于髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)原理的雙足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃35-52
• 3.3.1 周期步行的步態(tài)規(guī)劃35-43
• 3.3.2 起步的步態(tài)規(guī)劃43-48
• 3.3.3 止步的步態(tài)規(guī)劃48-52
• 3.4 髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)對(duì)雙足機(jī)器人行走的影響52-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 4 雙足機(jī)器人步態(tài)的平滑切換方法研究56-74
• 4.1 引言56-57
• 4.2 雙足機(jī)器人步態(tài)切換方法57-58
• 4.3 不同步長(zhǎng)行走的步態(tài)切換58-63
• 4.3.1 步長(zhǎng)切換過(guò)程的關(guān)節(jié)速度和加速度分析58-60
• 4.3.2 步長(zhǎng)切換結(jié)果60-63
• 4.4 不同步行周期行走的步態(tài)切換63-67
• 4.3.1 步行周期切換過(guò)程的關(guān)節(jié)速度和加速度分析63-65
• 4.3.2 步行周期切換結(jié)果65-67
• 4.5 不同路面行走的步態(tài)切換67-73
• 4.5.1 不同路面行走切換過(guò)程的關(guān)節(jié)速度和加速度分析67-71
• 4.5.2 不同路面行走切換的結(jié)果71-73
• 4.6 本章小結(jié)73-74
• 5 雙足機(jī)器人步態(tài)切換仿真及實(shí)驗(yàn)研究74-90
• 5.1 仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建74-76
• 5.1.1 基于ADAMS的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建74-75
• 5.1.2 物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建75-76
• 5.2 髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)對(duì)雙足機(jī)器人行走的影響76-79
• 5.2.1 步態(tài)仿真分析77-78
• 5.2.2 物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果78-79
• 5.3 不同步長(zhǎng)行走的步態(tài)切換79-83
• 5.3.1 步長(zhǎng)切換仿真分析79-82
• 5.3.2 步長(zhǎng)切換實(shí)驗(yàn)結(jié)果82-83
• 5.4 不同步行周期行走的步態(tài)切換83-86
• 5.4.1 步行周期切換仿真分析83-85
• 5.4.2 步行周期切換實(shí)驗(yàn)結(jié)果85-86
• 5.5 不同路面行走的步態(tài)切換仿真研究86-88
• 5.6 本章小結(jié)88-90
• 6 總結(jié)與展望90-92
• 6.1 本文工作總結(jié)90-91
• 6.2 今后工作展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果及參加的項(xiàng)目98

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本文編號(hào)：341178