人體姿態(tài)控制的代步輪滑機(jī)器人研究.pdf

1、伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市擁堵狀況嚴(yán)重，交通事故日益增多，空氣污染加劇，這一切都是人口快速增長(zhǎng)及機(jī)動(dòng)車數(shù)量急劇增加帶來的影響。經(jīng)過幾年來的研究與發(fā)展，多樣化的代步工具逐漸走進(jìn)人們的生活中，作為新興技術(shù)產(chǎn)物成為近年來的研究熱點(diǎn)，并豐富了“綠色出行”的選擇。
　　本文針對(duì)現(xiàn)有輪滑式代步裝置存在的安全穩(wěn)定性考慮不全面、控制原理較為模糊、人機(jī)交互考慮不足等問題開發(fā)了一款輪滑式代步機(jī)器人平臺(tái)。依據(jù)自平衡理論基礎(chǔ)，嘗試在非自平衡機(jī)器人上采

2、用倒立擺模型對(duì)人與機(jī)器人進(jìn)行建模，并通過人體姿態(tài)檢測(cè)裝置獲取站立在移動(dòng)平臺(tái)上用戶上身姿態(tài)信息，由此以人體ZMP位置為控制目標(biāo)設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制器，使得輪滑機(jī)器人能夠響應(yīng)用戶動(dòng)作意圖的同時(shí)也能夠保證用戶操作的穩(wěn)定性。本文在Matlab仿真平臺(tái)上的仿真分析和三個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所選控制器能夠?qū)Υ捷喕瑱C(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定有效的控制。
　　本文開發(fā)的輪滑式代步機(jī)器人在代步機(jī)器人硬件設(shè)計(jì)、用戶姿態(tài)識(shí)別、非自平衡代步車精確控制和穩(wěn)定性分析上均取得了一