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小型双足步行机器人的研制
资料介绍
双足步行机器人汇集了当今世界在机电、材料、计算机、传感器、控制技术等多个学科领域的尖端技术，具有体积相对较小，对非结构性环境具有较好的适应性，避障能力强，能耗小，移动盲区小等优良的移动品质。
本课题旨在研制开发一种结构简单、成本较低、易实现简单步行的小型双足步行机器人，在此基础上对双足步行机器人的步态规划算法进行研究，为双足步行机器人的控制方法、步态规划的深入研究提供了理论研究平台。
首先根据人体功能学的要求，按照从整体到局部、由主到次的原则，确定机器人本体结构比例、尺寸与自由度配置，设计机器人身高350mm，体重2.3kg，头部具有1个自由度，上肢具有6个自由度，下肢具有10个自由度。采用九连杆的方法简化机器人模型，基于拉格朗日方程建立机器人动力学模型。
机构采用舵机作为关节执行器，为了满足多舵机的控制要求，根据舵机的驱动特性，采用时间片轮循方法和脉宽递增的方法，实现了利用单一单片机对17个舵机的位置和速度控制，并且进行了舵机的脉宽—转角标定，实验验证该方法的可行性。
针对所研制的小型双足步行机器人结构特点，基于几何约束的规划方法，确定机器人ZMP稳定范围，建立步态分相，采用行走姿态变时间间隔插值优化的步态规划法，实现机器人的稳定步行。在此基础上，运用ADAMS/View对双足机器人的直线行走进行动态仿真，仿真结果验证了机器人机械结构设计和步态规划算法的可行性。
最后，建立了机器人的步行实验系统，进行机器人的步行实验，结果表明所研制机器人能够实现平稳步态。
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