载人两足步行机器人步态规划

载人两足步行机器人是一种为残疾人设计,用来替代轮椅和假肢的新型步行机器人。由于其关节自由度较多,可以通过自身的调节来保持纵向及横向的平衡,从而保证动态步行的平稳,但也因此使得零力矩点(ZMP)的计算上出现耦合现象,为ZMP轨迹的精确规划带来困难。从重心的轨迹入手,通过约束重心z向坐标实现载人两足步行机器人纵向与横向的分离,进而以重心的轨迹为基础,确定了机器人行走姿态,并通过简化模型计算支撑脚关节扭矩来评估步态规划的正确性与合理性。     

双足滚轮式溜冰机器人及其运动学建模

首先根据溜冰运动的特点来配置两足溜冰机器人的运动自由度,设计了两足溜冰机器人样机.在此基础上进行了溜冰机器人的运动学及逆运动学分析.采用Denavit-Hartenberg规则建立了溜冰机器人的运动学模型,并求得了运动学逆问题的显式解.     

12自由度双足机器人的开发与步态规划研究

针对一种新型的仿人型12自由度双足机器人,首先介绍了其基于Solid Works的机械结构设计,具体阐述了双足机器人机械主体的组成、自由度配置以及其拟人关节和传动机构的设计;构建了双足机器人基于D—H坐标系的运动学模型。而后重点研究了一种离线的步态规划方法,其核心思想是将双足机器人的前向步态和侧向步态分别简化为七连杆模型和五连杆模型,分别加以几何约束分析,然后在Z坐标相等的情况下合成三维步态;最后通过ZMP方程来检验并在Matlab环境下进行仿真,验证了所述规划方法的有效性。     

双足溜冰机器人运动原理与运动学分析

利用轮滑原理，研制出双足腿轮式溜冰机器人。针对机器人自由度较多，不存在固定基座，常规的方法不宜进行其运动学分析的困难，引入右脚等效滚轮相对于参考坐标系的坐标转换矩阵，建立了双足溜冰机器人统一的运动学模型，推导了机器人正逆运动学公式。通过步态规划仿真实验，验证了运动学模型及其推导公式的正确性。     

双足溜冰机器人样机研制

依据人体轮滑运动基本动作的运动特点，分析双足从动轮式溜冰机器人（BISR）运动原理，研制出具有12个自由度的BISR样机。从模仿人体轮滑运动特点出发，探讨机器人实现“葫芦步”直线滑行的步态规划方法，并设计出机器人的控制系统。BISR样机成功实现“葫芦步”直线滑行，表明机器人样机设计合理，步态规划方法可行，溜冰运动可以成为两足机器人一种新的运动方式。     

类人机器人耦合步态规划与实验研究

随着科技发展,类人机器人的研究不断激起人们的研究兴趣并取得了巨大进展,但仍存在大量技术难题有待进一步研究。其中,类人机器人的步态规划是类人机器人研究中需解决的重要问题之一。为解决目前步态规划普遍存在的前进和侧移步态耦合的问题,提出了一种耦合步态规划方法。该方法基于传统的ZMP步态规划方法,首先建立运动学模型,然后规划踝关节和髋关节轨迹,逆运动学求得步态数据,最后通过ZMP位置判断步态稳定性,并将得到的稳定步态用于类人机器人样机GRM2010。     

双足机器人设计及步态规划研究

针对双足机器人数学描述复杂、分析较为困难等问题,本文提出一种4自由度双足机器人结构,具有驱动关节少且足底始终与地面保持平行等特点。对此双足机器人的前向运动进行了步态规划,其特点是在单腿支撑阶段,机器人躯干的重心始终保持在支撑腿足部中心范围内,仅在双腿支撑阶段,机器人躯干重心向前移动,提高了机器人运动过程中的稳定性。根据机器人运动轨迹的边界点,采用三次多项式拟合得到机器人关节的平滑运动轨迹,有效减小运动过程中动态特性的影响,为机器人各关节在运动周期内的角度规划和样机的研制提供理论依据。     

双足步行机器人步态规划方法研究

利用三步规划法对HIT-ROBOCEAN机器人行走步态进行离线规划,使其实现稳定步行.首先通过对人类行走步态的研究,结合双足机器人的实际结构,规划机器人行走时的基本姿态及重心轨迹;再建立机器人运动学模型,根据规划的行走姿态及轨迹建立运动学方程,求解方程得到机器人各关节的运动轨迹;最后,针对前向运动与侧向运动之间的耦合,对得到的运动轨迹进行修正,使机器人行走更加流畅,并通过实验验证了这种步态规划方法的可行性.     

两足步行机器人步态及运动稳定性分析

讨论分析了两足步行机器人的步态及运动稳定性,运动动力学方法对步行机的ZMP点进行计算,得出两足步行机器人保持静态稳定行走的必要条件.     

双足溜冰机器人直线滑行动力学分析

利用轮滑原理,研制出双足从动轮式溜冰机器人(BISR),简要介绍了机器人运动原理与结构特点。根据机器人实现“葫芦步”直线滑行的步态设计,提出了机器人的简化运动模型。运用非完整约束存在时的Routh方程推导出机器人以“葫芦步”直线滑行时的动力学微分方程,给出实际算例进行了计算机仿真和实验。最后,得出了相关结论。     

教学型双足步行机器人转向步态规划方法的研究

双足机器人的步态规划包括直线行走和转向两个部分。在直线行走中,髋关节偏转的自由度被限制,而在转向过程中,最终的转向则必须通过髋关节的偏转才能实现。针对双足机器人转向时的步态规划问题,利用关节转向角进行多项式插值的方法,对机器人转向时的步态进行了规划。通过MATLAB和ADAMS建立虚拟样机,对步态规划结果进行仿真,仿真结果验证了步态规划的正确性。     

教学型双足步行机器人直线行走步态稳定规划方法

通过对双足机器人行走步态的研究,利用多项式插值法对双足机器人直线行走步态进行规划,分析了踝关节轨迹和髋关节轨迹,通过调节单腿支撑期和双腿支撑期的比例系数来调整机器人的行走步态,使其实现稳定步行。再通过ADAMS建立虚拟样机仿真实验,验证了这种步态规划方法的正确性与可行性。     

双足机器人步态控制的深度强化学习方法

针对双足机器人行走过程中的步态稳定控制问题,提出一种改进深度Q网络的深度强化学习方法.首先,将深度Q网络算法与确定性策略梯度相结合,提出用修正Double-Q网络优化操作一评论网络的评论网络,给出一种改进的深度Q网络;然后,建立双足机器人连杆模型,在常规的平整路面上将改进的深度Q网络用于作为智能体的双足机器人进行步态控...     

基于遗传算法优化的仿人足球机器人步态规划研究

针对机器人足球比赛的特点及实现仿人足球机器人稳定快速步行的要求,提出了一种基于遗传算法优化的步态规划方法。首先,分析了仿人足球机器人一个完整步行周期的运动过程,根据步行中髋关节运动连续和踝关节运动间断的特点,分别采用三次样条插值与高次多项式插值进行了轨迹插值;其次,以零力矩点（ZMP）稳定裕度为参数构造了目标函数;最后,利用遗传算法（GA）对规划的步态进行了优化,从而得到了ZMP稳定裕度相对较大的稳定步态。仿真结果表明,该方法规划的步态能实现仿人足球机器人更稳定地步行。     

Jumping motion planning for biped robot based on hip and knee joints coordination control

Journal of Mechanical Science and Technology - This paper proposes a method of hip and knee joints coordination control planning based on virtual force. Firstly, the kinematic model of biped robot...     

液压四足机器人单腿竖直跳跃步态规划

针对机器人跳跃运动落地时冲击力大的问题,面向竖直跳跃运动,以液压四足机器人单腿为研究对象,建立液压驱动四足机器人单腿运动学模型,并分别对机器人单腿处于起跳相、落地相和腾空相时进行轨迹规划;根据关节参数,通过运动学逆解求得驱动函数,利用仿真软件ADAMS进行竖直跳跃步态仿真;搭建单腿实验平台,进行实验验证,依据得到的动态特性,分析步态规划的准确性及合理性,为后续液压四足机器人动步态的研究提供设计和控制依据。     

步行康复机器人轨迹控制方法研究

为了满足神经受损患者步行康复训练需要,设计了以外骨骼助行腿为核心的步行康复机器人,其重要的要求是保证机器人的运动轨迹符合患者康复训练要求。为使机器人能模拟步态为患者提供康复训练,在合理的步态规划后对轨迹的控制方法进行了研究,在控制系统软、硬件平台上完成了步行康复机器人助行腿的两种轨迹控制方式(位置控制和速度控制)。通过实验验证了控制方式的可行性,满足了患者步态训练需要。同时实验结果表明,速度控制方式比位置控制方式更加适合步行康复机器人。     

基于舞台表演用海龟机器人四足协调步态规划

在所创作的机器人戏剧中,海龟机器人扮演着重要的角色,而四足协调步态是其完成舞台表演的关键。通过深入观测实际海龟的运动情况,分析其步态特点并总结运动规律,从仿生学的角度提出了基于生物启发的四足协调步态规划方法;推导了单腿的解析逆运动学方程,将腿部末端的运动轨迹转换为各关节的运动轨迹,为各关节的伺服控制器提供期望值;开发了基于Webots的动力学仿真系统,对所提出的方法进行了验证。最后,在所研制的海龟机器人样机上开展了四足协调步态的实验,结果进一步表明了所提方法的有效性。     

具有并联关节的两足步行机器人运动学反解分析

分析了人体腿部关节的运动特点,提出了一种3自由度3-RRR并联机构作为髋关节,2自由度球面机构Ur作为踝关节,转动副R作为膝关节的新型两足步行器;对两个并联关节的位置反解进行了研究;采用解析方法对步行机器人的位置反解进行了分析,得出反解的解析表达式,最后用实例验证了求解过程.该研究对机器人步态规划、动力学分析及控制的研究有重要意义.