六足仿生機器人步態(tài)規(guī)劃及其控制策略研究.pdf

1、隨著科技日新月異的發(fā)展,人們迫切需求一種能夠在特殊環(huán)境中作業(yè)的機器人,相對于輪式和履帶式機器人,多足步行機器人特別是六足機器人有著超強的環(huán)境適應(yīng)能力,同時對地面破壞小、靈活度高,而且其冗余結(jié)構(gòu)也保證了在一條腿失去運動能力的情況下同樣保證穩(wěn)定的行走。但是六足機器人特有的結(jié)構(gòu)也導致了運動規(guī)劃及控制的復雜性,成為了發(fā)展的關(guān)鍵。
　　本課題的目的是針對本六足機器人HITCR-II進行步態(tài)規(guī)劃,在此基礎(chǔ)上提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)其在復雜未知環(huán)境中穩(wěn)

2、定行走的控制策略。
　　首先,在六足機器人HITCR-II結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上利用D-H法進行了運動學分析,從串并聯(lián)角度出發(fā),分別推導了其正、逆運動學方程,在此基礎(chǔ)上進行了足端工作空間分析,利用仿真驗證了運動學方程的正確性。
　　其次,對六足機器人進行了步態(tài)規(guī)劃,提出了三足步態(tài)啟停循環(huán)及四足五足步態(tài)的支撐相分段啟停策略,保證了其行走的穩(wěn)定性和連續(xù)性,結(jié)合一種針對典型步態(tài)的足端軌跡規(guī)劃方法及運動學方程在ADAMS中對建立的六足機器人模

3、型進行了仿真及步態(tài)規(guī)劃理論的驗證。通過多種步態(tài)結(jié)合的方法規(guī)劃了其在復雜地形中的行走策略,并進行了仿真驗證。
　　提出了一種適用于本機器人的控制策略,對系統(tǒng)進行了基于功能的模塊化分解。利用所設(shè)計的腿間局部規(guī)則及基于簡單地形自由步態(tài)的足端軌跡規(guī)劃方法實現(xiàn)了簡單地形的自由步態(tài)行走;提出了一種基于軀干位置誤差反饋的支撐腿關(guān)節(jié)角位置自主控制方法,設(shè)計了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的擺動腿足端軌跡規(guī)劃方法,結(jié)合嵌入腿間局部規(guī)則的選擇模塊能夠?qū)崿F(xiàn)機器人在復