液壓驅(qū)動雙足機器人機構(gòu)設(shè)計及其步態(tài)仿真.pdf

1、雙足機器人技術(shù)融合了機械制造工程、仿生學(xué)及人工智能等多學(xué)科技術(shù)，反映了國家制造業(yè)、信息技術(shù)等綜合實力，受到國內(nèi)外研究學(xué)者們的高度重視。隨著美國波士頓動力公司發(fā)布了高性能液壓驅(qū)動雙足機器人Petman與Atlas，液壓系統(tǒng)的高動態(tài)性、大功率質(zhì)量比等優(yōu)勢引發(fā)了液壓驅(qū)動機器人的研究熱潮，而國內(nèi)對液壓驅(qū)動的雙足機器人研究卻相對較少。基于以上情況，本文針對液壓驅(qū)動的雙足機器人仿生機構(gòu)設(shè)計及其步態(tài)仿真進行了研究，主要內(nèi)容如下:
　　1.對人體

2、下肢運動機理進行了分析，模仿人體的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及肌肉驅(qū)動形式，配置了雙足機器人的仿生自由度及尺寸參數(shù)，設(shè)計了兩種兩自由度并聯(lián)直驅(qū)結(jié)構(gòu)并分別應(yīng)用于機器人踝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)，針對膝關(guān)節(jié)設(shè)計了連桿直驅(qū)結(jié)構(gòu)，完成了液壓驅(qū)動雙足機器人的總體仿生機構(gòu)設(shè)計。
　　2.針對所設(shè)計的雙足機器人，分別建立了機器人擬解耦的前向、側(cè)向運動學(xué)模型，并對其進行了正、逆運動學(xué)求解?；贒-H方法，建立了機器人關(guān)節(jié)的局部運動學(xué)模型，對具有強耦合性的并聯(lián)驅(qū)動器的伸縮運動進

3、行了求解。
　　3.基于ZMP最大穩(wěn)定裕度方法，對設(shè)計的雙足機器人進行了步態(tài)規(guī)劃。針對所設(shè)計的雙足機器人，對機器人前向與側(cè)向軌跡參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)置，通過對參數(shù)的遍歷求解，獲得了ZMP穩(wěn)定裕度最大情況下機器人的步態(tài)軌跡及驅(qū)動器的伸縮狀態(tài)。
　　4.基于ADAMS仿真平臺，構(gòu)建了所設(shè)計的雙足機器人的虛擬樣機，并對該樣機進行了步態(tài)模擬仿真，實現(xiàn)了機器人的穩(wěn)定行走，驗證了其運動學(xué)模型、規(guī)劃方法及仿生機構(gòu)的可行性?；诓綉B(tài)仿真，給出了