多足步行机器人步态规划及控制的的研究.pdf

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搿弓李保密口,在——年解密后适用本授权书。日期:劣科年�聄独创性声明学位论文版权使用授权书日期:�省鞠�年厂月,,日不保密既日期:。砷≯�月��本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。借阒。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据指导教师签名:学位论文作者签名本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于�朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭���,
华中科技大学硕士学位论文�髀���本课题的来源及研究目的��本课题的研究意义步行机器人是模仿动物的运动形式、采用腿式结构来完成多种移动功能的一类特种机器人。参照工业机器人的标准定义,可以把步行机器人理解为“一种由计算机控制的用足机构推进的地面移动装置”,以区别于行走式机械玩具及固定行走模式的机械装置。通常足数多于或等于四的步行机器人称为多足步行机器人,该类机器人能够在不平的路面上稳定地行走,可以取代轮式车完成在一些复杂环境中的运输作业,因此多足步行机器人在军事运输、矿山开采、水下建筑、核工业、星球探测、农业及森林采伐、教育、艺术及娱乐等行业有着非常广阔的应用前景。长期以来,多足步行机器人技术一直是国内外机器人领域研究的热点之一。为了探索多足步行机器人技术的研究前沿,给我国多足步行机器人工程实用化开发提供关键技术的支持,开展多足步国家“��被�魅思际跸钅浚骸��”多足步行机器人模型系统的研究。以自主研制开发的“��倍嘧悴叫谢�魅四P突�;�灯教ǎ�治銎湓硕�Ш�动力学特征,研究六足步行机器人的各种行走步态的生成及控制,并讨论步态控制算法的仿真辅助设计及步态控制数据的通信。机器人技术是一门交叉学科,涉及力学、机械学、电子学、生物学、计算机、人工智能、系统工程等学科知识。而移动机器人作为一类特种机器人,有自己的优点和特点。通常移动机器人可分为轮式机器人、履带式机器人以及足式机器人。对于轮式行机器人相关理论和技术的研究具有十分重要的科学意义和应用价值。课题的来源:课题的研究目的:机器人,白车轮的问世以来,它在坚硬平地上运动是十分可靠的。而对于不平度远小
华中科技大学硕士学位论文��国内外多足步行机器人技术的研究概况考虑到上述移动机构的不足,人们通过研究和模仿动物的行走姿态,设计了独特于车轮半径的地面,通过充气轮胎或其它弹簧阻尼系统的隔振,也可阱实现有效的移动,但是在不平地面上行驶时,轮式机器人的能耗将大大增加,而在松软地面或严重崎岖不平的地形上,车轮的作用也将严重丧失,移动效率大大的降低。为了改善轮子对松软地面和不平坦地面的适应能力,履带式机器人应运而生。履带使车身载荷分布在一块较大的面积上,相当于一种为轮子铺路的装置,并且可产生较大的推进力,可在松软地面上行走,而不至于陷入其中。但履带式机器人在不平地面上的机动性仍然很差,而且机器人机身晃动严重。的足式运动机构。它具有如下的优越性能:��阍硕�绞骄哂辛己玫幕��裕�圆黄降孛嬗薪虾玫氖视δ芰ΑW阍硕�绞�的立足点是离散的,可以在可能达到的地面上选择最优的支撑点,足式运动系统可以通过松软地面�缯釉蟆⑸衬��以及跨越一些较大的障碍�绻怠�坎、台阶等����阍硕�低晨梢杂兄鞫�粽瘢�丛市砘�碓硕�旒S胱阍硕�脑硕�旒=怦睿�尽管地面高低不平,机身运动仍可做到相当平稳;��阍硕�低吃诓黄降孛婧退扇淼孛嫔系脑硕�俣冉细撸�芎慕闲�基于以上优点,多足步行机器人具有广泛的应用前景。如在松软地面或带有障碍物的不规则地面上实现重物运输;在极限环境下代替人工作业;甚至可设计出农用的“机械马”,以提高播种和收割效率等等。要充分的实现多足步行机器人的优点,步态规划及控制是其中的重点和关键,它包括对机器人运动学问题的理解,对步行稳定性的分析,对机器人摆腿顺序的选择,对机器人足端轨迹的规划,对机器人跨步和转角的计算等问题。本文就此展开的研究和讨论,为将来相关课题的开展