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四足机器人的步态设计与控制

更新时间：2020-03-18 14:45:45 大小：2M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：机器人 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

本论文根据四足机器人腿部关节结构设计、驱动及机器人各杆件的物理特征，利用计算机软件建立起几何模型，结合步行基本原理，通过MSC.Adams运动仿真确定了步行机器人的行走姿态。

  本文主要完成了以下工作：

  1、首先分析了四足动物常见的运动步态，并基于此思路，指导四足机器人的行进步态，确定了四足机器人的迈腿次序和运动规律，这是后期四足机器人步态控制的基础。然后，采用虚拟腿技术，在四足机器人的成对步态与四足步态间架起了桥梁，而四足步态又可以看做两个存在相位差的单足机器人，简化了四足机器人的控制模型。

  2、其次给出了机械系统设计的目标，并详尽地介绍了机器人的三维实体造型，包括机器人整体建模与主要部件建模，伺服电机驱动，并给出了选择无刷直流伺服电机作为本课题四足机器人的主体驱动方式的原因，分析了电机与减速器几种配置方式的优缺点，最后详细的阐述了传感器的选择及各种原理、结构。

  3、然后给出了整个电控系统的框图，论述了主控系统及电机调速控制系统选择STM32F103单片机作为微处理器的原因，着重讨论了STM32F103单片机的特点和优势，介绍了数字PI算法的原理及特点，还详细说明了两种比较常用的PI算法。并且对电机闭环调速系统方案进行了详细的设计，包括转子位置检测、电机转速检测、相电流检测、电机换相检测及主控系统和电机调速控制系统间通信接口设计。同时介绍了无刷直流电机扭矩脉动的来源及抑制，最后介绍了三相脉宽调制技术。

  4、最后介绍了MATLAB软件和ADAMS软件，在ADAMS软件中搭建了机器人三维模型，并把模型保存副本导入 ADAMS/Simulink环境中，添加构建驱动和力及相应的约束、材料。利用MATLABT和ADAMS软件对虚拟样机进行了运动学联合仿真，完成了机器人静态步行、对角小跑、跳跃和定点转弯的步态变换，基本实现了这几种步态的稳定运行，并且都通过对机体前进时的俯仰角和滚转角判断四足机器人能按照规划的步态稳定前进。

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