文档介绍：密级:——编号:——基于重心的双足步行机器人步态规划及稳定性控制设计与研究工学硕士学位论文学位级别:学科、专业:学位授予单位:硕士研究生:指导教师:所在单位:论文提交日期:论文答辩日期:郑丽娜彭秀艳教授工学硕士控制理论与控制工程自动化学院年哈尔滨工程大学分类号:
摘要双足步行机器人与轮式、爬行式和履带式等移动机器人相比,有着更好的环境适应性,国内外研究者们已针对双足步行机器人的稳定行走问题进行了大量研究。本文重点研究了三个问题,即:双足步行机器人下肢的运动学和动力学模型的建立;机器人的步态规划与仿真;机器人模糊控制系统的设计学的建模,为后续的步态规划奠定基础;运用拉格朗日动力学方程对简化的分析传统两步规划法的不点趋于支撑面的中心,则机器人更加稳定,而机器人的踝关节对愕奈置起调节作用,以左踝关节为例,根据模糊理论,设计出机器人稳定性模糊够通过关节的相对转动调节愕奈恢茫迪只魅说木蔡叫校⒛芄关键词:双足步行机器人;;重心;步态规划:荒:刂与仿真。论文主要工作如下:首先分析双足步行机器人结构特点,对自由度配置和本体结构进行设计;在杆件坐标系下,基于齐次坐标变换理论对双足步行机器人进行了正逆运动机器人模型分别在单、双脚支撑期进行了动力学建模,得到了一个用于控制的动力学模型。然后分析双足步行机器人步态规划的基本原则和方法,确定采用基于重心的的模仿法对机器人静态步行进行步态规划。足,对其进行改进,使机器人步态更加灵活和稳定。针对行走的三;胁教别建立运动学方程,将机器人行走姿态及轨迹转化为关节转角曲线,基于对规划出的结果进行了计算机仿真,表明了规划的合理性与有效性。提出双足步行机器人的榷ㄐ耘芯荩⒁源宋R谰荻砸压婊牟教进行误差分析,对关节运动曲线进行修正,消除了由于前向运动和侧向运动同时进行而产生的耦合,在保证步行稳定的前提下,使机器人运动更加流畅。最后简要介绍模糊控制的相关理论,通过对愕姆治觯赋鯶摔制器,并利用对其进行模拟。仿真结果表明双足步行机器人能保证机器人的稳定。哈尔滨工程大学硕十学位论文
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作者:聿埠学位论文原创性声明哈尔滨工程大学日期:蒯年日本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
第滦髀引言机器人的发展生产的各个领域,并正在给人类传统的生产模式带来革命性的变化,影响着人们生活的方方面面。虽然机器人的技术现在己日趋成熟,但是有关机器人编程的多功能操作机,通过可变的程序流程,以完成多样化的任务。:“机器人是一种具有拟人功能的机械电子装置。”不管这些定义如何,但他们都包含了机器人的共性:能模仿人的一些动作;哂幸欢ǖ闹橇Α⒏芯鹾褪侗鹉芰Γ是人造的机大多数动物所具有的移动方式,其形式主要有两足步行、四足步行和六足步行等。其中,两足步行是步行方式中自动化程度最高的、最为复杂的动态系人作为机器入研究的最高境界。机器入研究者也一直把实现类入的行为做梦本章简要阐明了机器人的发展历史,双足步行机器人的研究背景和研究人技术的研究开始出现。年代美国的机器人作为现代高新技术的重要象征和发展结果,已经广泛应用于国民的定义却众说纷纭,美国机器人工业协会给出的定义是:“机器人是一种可再器或机械电子装置。人形机器人是具有类似人类的基本外貌特征和步行功能,还具有视觉、听觉等智能功能,在一定的环境中能够自主运动,并与人进行一定的交流的服务性机器人。人形机器人应当具有的最大特征之一就是步行。步行是人和统。无论在科幻小说还是人们对机器人的第一意识中,都把像人一样的机器寐以求的目标。进展,最后简要说明了本课题研究的目的和意义。世纪年代,伴随着遥控操纵器和数控制造技术的出现,关于机器狙兄瞥龅谝台机器人样机,并成立了荆ㄐ蜕薝机器人。世纪年代以来,工业机器人产业蓬勃兴起,机器人技术逐渐发展为专门学哈尔滨薮笱妒垦宦畚
双足步行机器人特点和研究意义从低级到高级经历了三代。第一代机器人,主要指只能以“示教——再现’’种不同结构、不同控制系统、不同用途的机器人己进入了实用化阶段。·的各类工业机器人大都属于第一代机器人。第二代机器人是具有一定传感器反馈功能的机器人,其能获取作业环境、操作对象的简单信息,通过计算机广上。第三代机器人是指具有环境感知能力,并能做出自主决策的自治机器人。它具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维,判断决策,在作业环境中可独立行