小型仿人機器人步態(tài)分析及越障步態(tài)在線規(guī)劃研究.pdf

1、在仿人機器人的研究領域中，能平穩(wěn)自然的行走是其主要的研究內(nèi)容。同時，對復雜環(huán)境的適應能力，工作效率的提高，降低人類事故的發(fā)生，同樣也是仿人機器人的研究重點。本文在對仿人機器人平地行走研究的基礎上，結合實際行走遇到障礙物等情況下進行了步態(tài)規(guī)劃及穩(wěn)定性的研究。
　　本文主要針對于GP2013小型仿人機器人進行相關研究，分析機器人整體結構，根據(jù)Denavit-Hartenberg運動學表示方法，建立其正逆運動學方程，并在建立其運動學方程

2、中發(fā)現(xiàn)該機器人在D-H方法上的局限性，并在MATLAB中Robotics Toolbox工具箱建立其前向運動學模型。其后，根據(jù)ZMP穩(wěn)定性判據(jù)以及ZMP的計算，提出一種基于ZMP的步行模式生成。
　　為了解決仿人機器人在復雜路面的行走問題，本文提出了一種具有幾何約束的機器人越障過程步態(tài)規(guī)劃方法。建立其運動學模型，通過對機器人越障的起步階段，單腳支撐時擺動腿對質(zhì)心影響的分析，計算出機器人在前向和側向運動中保證身體穩(wěn)定的質(zhì)心約束范圍。

3、分析各個關鍵階段機器人的姿態(tài)，計算出各關鍵姿態(tài)關節(jié)角度的變化，從而規(guī)劃出機器人越障的整個過程。運用三次樣條插值連接、拋物線插值過渡的方法使得各個關鍵姿態(tài)之間各關節(jié)運動平滑穩(wěn)定，獲得機器人在越障過程中各個關節(jié)的運動軌跡。
　　最后根據(jù)建立的仿人機器人三維模型，運用在SolidWorks2014軟件中的評估模塊對其特殊位置的理論ZMP進行計算，與六維力測力平臺檢測到的實際ZMP進行比較，并進行規(guī)劃調(diào)整，得到理想越障步態(tài)，證明在整個越障