雙足機器人行走步態(tài)平滑切換方法研究.pdf

1、雙足機器人是集機構(gòu)、驅(qū)動、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，其研究成果是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志，在科學探索、航空航天、運輸、維修保養(yǎng)以及康復醫(yī)療等方面均具有廣泛的應用前景。步態(tài)規(guī)劃是雙足機器人研究的關鍵技術(shù)之一，是雙足機器人行走的基礎，而步態(tài)切換是雙足機器人應用于各種實際場合不可或缺的技術(shù)難點。因此，研究雙足機器人的步態(tài)切換問題，使其實現(xiàn)快速、穩(wěn)定、靈活的步態(tài)切換具有重要的理論

2、意義和實用價值。本文在調(diào)研國內(nèi)外相關文獻資料的基礎上，提出了一種適用于雙足機器人步態(tài)切換的步態(tài)規(guī)劃方法，并進行了步態(tài)仿真和物理樣機實驗，主要研究工作如下：
　　1.針對小型舵機雙足機器人的關節(jié)旋轉(zhuǎn)軸軸線不相交的特點，建立了關節(jié)旋轉(zhuǎn)軸軸線不相交的十一桿連桿模型?；谠撨B桿模型，分別建立了機器人擬解耦的前向、側(cè)向運動學模型，為雙足機器人步態(tài)規(guī)劃提供了模型依據(jù)。
　　2.提出了一種基于髖關節(jié)擺動原理的步態(tài)規(guī)劃方法，開展了雙足機器人

3、髖關節(jié)擺動和不擺動行走仿真研究，結(jié)果表明:在相同的行走參數(shù)下，髖關節(jié)擺動的行走方式能夠有效地減少各關節(jié)的角度值，降低能耗，減小機器人腳部所受地面接觸力，增強機器人行走的穩(wěn)定性。
　　3.基于髖關節(jié)擺動原理的步態(tài)規(guī)劃方法，采用三次樣條函數(shù)擬合步態(tài)切換過程的平滑切換軌跡，開展了雙足機器人在不同步長、不同步行周期、不同路面行走的步態(tài)切換仿真實驗，獲得了步態(tài)切換過程中各關節(jié)的平滑運動軌跡、角度、角速度和角加速度。
　　4.搭建了雙足