两足步行机器人动态步行姿态稳定性及姿态控制

本文提出了一种新型两足步行机器人动态步行实时控制方法，引入了姿态稳定性和步态稳定性的概念，把两足动态步行控制分为姿态稳定性控制和步态稳定性控制两个相互联系的子系统，并从姿态稳定性分析出发，重点研究了各关节轨迹跟踪控制和系统整体动态平衡等问题，提出了姿态控制器的结构及设计方法．     

两足步行机器人步态轨迹优化设计的可行方法

步态规划是预先设计出整个步行过程中各关节运动的时间函数,这样一组时间函数的优化设计,求解十分困难。在此我们将其转化为参数优化问题。即给出机器人机构某一特殊点在步行过程中的移动轨迹,以此来描述整个步行运动。然后将该点运动过程离散化,找出每一时刻各关节对应的角度,使其满足一定的限制条件,并达到某一指标条件下的最优。     

两足步行机器人动态行姿态稳定性及姿态控制

本文提出了一种新型两足行机器人动态步行实时控制方法，引入了姿态稳定性和步态稳定性的概念，提出了姿态控制器的结构及设计方法。     

基于能效优化的两足机器人步态控制方法

针对高能耗导致的两足机器人实用化障碍,提出了一种全新的、系统化的步态能效优化控制方法.基于两足机器人运动的重要能耗指标(平均功率、平均功率偏差、平均力矩损耗),提出了能耗预估策略和能效优化算法,获取了零力矩点(ZMP)稳定区域内的能耗极小值.沿着能耗极小值所对应的上体轨迹对机器人步态实施能效优化控制,最终获得满足ZMP稳定判据的低能耗步态.仿真结果证明,该方法能够有效降低机器人能耗并保持其稳定性.     

两足步行机器人的CAN总线控制

为了解决两足步行机器人的多节点通信和多轴协调控制问题,文章提出了应用CAN总线技术的设计方案,构成了有两台嵌入计算机PC/104和两条CAN总线控制网络,分别控制机器人的上肢和下肢的运动,计算证明CAN总线能够满足实现静态步行所需的数据传输要求.     

欠驱动两足步行机器人侧向稳定控制方法研究

以欠驱动两足步行机器人为对象研究其侧向运动稳定控制问题。首先分析引起机器人侧向运动不稳定的原因,然后提出步宽控制和侧向力矩补偿两种控制策略。步宽控制通过控制机器人侧向落脚位置,使其侧向运动周期与前向周期趋于一致实现侧向运动稳定。力矩补偿控制通过在踝关节引入侧向控制力矩,使侧向运动与前向运动协调一致实现侧向运动稳定。仿真实验表明,机器人实现了稳定的3D动态行走,达到了预期的控制效果。     

舵机控制步行机器人系统设计

首先设计了两足步行机器人的本体结构,并选择舵机作为驱动源。然后,基于广义坐标对该机器人进行了运动学建模,该方法运算简便、直观易懂。重点讨论了动态步行的算法设计,详细分析了基于零力矩点的仿人机器人动态步行运动规划方法。结合机器人的几何约束和运动约束,推导机器人参数化步态设计的推导公式,机器人步态的参数化设计大大方便了机器人的运动学和动力学分析。最后,介绍了运动规划的实验设计,并对关节调试作了总结和分析,指出了存在的问题和解决的办法。     

双足机器人动态步行实时步态生成

针对双足机器人动态步行生成关节运动轨迹复杂问题,提出了一种简单直观的实时步态生成方案。建立了平面五杆双足机器人动力学模型,通过模仿人类步行主要运动特征并根据双足机器人动态步行双腿姿态变化的要求,将动态步行复杂任务分解为顺序执行的四个过程,在关节空间相对坐标系下设计了躯干运动模式、摆动腿和支撑腿动作及步行速度调整模式,结合当前步行控制结果反馈实时产生稳定的关节运动轨迹。仿真实验验证了该方法的有效性,简单易实现。     

基于SERCOS总线的两足步行机器人分布式运动控制系统

本文介绍两足步行机器人运动控制系统结构的新发展,并介绍一种适于多轴运动控制 的通信系统——SERCOS总线,它的通信速率高,实时性和确定性好,很适合机器人各关节的 协调运动控制,便于构成分布式的机器人控制系统结构．文中讨论了基于SERCOS总线的两足 步行机器人控制系统结构设计,并分析了其优点．     

两足步行椅机器人机械参数与步行稳定性关系研究

研究了两足步行椅机器人的机械参数对步行ZMP（Zero Moment Point）稳定裕度的影响．采用稳定的参数化步态，在步态不变的情况下，改变机器人各连杆的质量、转动惯量和质心位置，分析其对ZMP稳定裕度的影响．通过仿真实验得到以下结论：合理选择大腿、小腿和上身的机械参数可以显著增加步行ZMP稳定裕度，从而降低伺服控制的难度．     

步行机器人的步态选择与静态平衡

本文的研究范围包括步行机器人的步态选择和四足步行机的静态行走平衡,首先,根据“有限状态理论”,引入了一个关于步态的新定义,在此基础上,研究了步态的选择准则,两个基本特性及其综合方法.最后.导出了使四足步行机保持静态稳定行走的充分和必要条件.     

两足步行机器人姿态稳定性分析

本文就两足步行机器人动态步行实时控制中的姿态稳定性问题进行研究，运用李亚普诺夫方法证明了当机器人踝关节采用小力矩控制时其余各关节角运动轨迹跟踪控制的稳定性，并给出了各关节控制器设计的约束条件，为姿态控制的设计奠定了理论基础。     

双足步行机器人的步态规划

主要研究了双足步行机器人的基本步态的建立过程,进行了参数化处理,提出了一种简单可行的步态规划方法,并对数据结果进行了仿真验证。仿真及试验结果表明,该文给出的方法能实现不同步速的连续动态步行。通过标准步态数据的建立,为实时步态规划校正和在线控制补偿算法奠定了基础。     

国内外两足步行机器人研究的历史、现状及发展趋势

本文共分6个部分,详细介绍了研究两足步行机器人的原因和目的,两足步行机器人的特点及其应用前景,国内外两足步行机器人研究的历史、现状及发展趋势.     

欠驱动两足步行机器人研究现状

针对欠驱动两足步行机器人的研究现状与发展趋势进行了探讨。首先,总结了被动行走和踝关节欠驱动两足机器人的研究现状,介绍了欠驱动两足步行机器人的基本研究方法,包括问题描述、步态规划、运动控制和稳定性判定等,并对欠驱动两足机器人需要进一步研究的问题和发展方向进行深入研究,最终目标是将欠驱动控制策略应用于两足步行机器人的行走过程控制,以提高其运动性能。     

两足步行椅机器人的机构设计

主要介绍了两足步行椅机器人的整体机构设计．在踝关节和髋关节处，采用了一种新型多自由度正交关节设计，使得机器人结构紧凑，提高了步态规划的精度．利用两足步行椅机器人动力学模型，分析了各关节的驱动力矩，以此确定了驱动电机的功率．在髋关节和座椅之间设计了减震系统，并建立了减震系统模型，分析了减震系统对于步态稳定性的作用．最后，为保证乘坐者的安全，从机构的角度设计了机械式保护装置．     

一种双足步行机器人的步态规划方法

本文介绍了一种双足步行机器人的步态规划方法，以前向运动为例，详细介绍了先分阶段规划然后合成的方法，并讨论了行走过程中的冲击振动问题及减振措施，实验及仿真结果验证了这一规划方法的有效性。     

一种小样本支持向量机控制器在两足机器人步态控制的研究

神经网络等传统的机器学习方法是基于样本数目无穷大的经验风险最小化原则,这对非确定环境下有限样本的步态学习控制非常不利．针对两足机器人面临的非确定环境适应性难题,提出了一种基于支持向量机（SVM）的两足机器人步态控制方法,解决了小样本条件下的步态学习控制问题．提出了一种基于混合核的步态回归方法,仿真研究表明了这种方法比全局核和局部核分别单独用于步态学习时有优越性．SVM以踝关节及髋关节的轨迹作为输入,相应的满足ZMP判据的上体轨迹作为输出,利用有限的理想步态样本对机器人上体轨迹与腿部轨迹之间的动态运动关系进行学习,然后将训练好的SVM置入机器人控制系统,从而增强了步态控制的鲁棒性,有利于实现两足机器人在非结构环境下的稳定步行．仿真结果表明了所提方法的优越性．     

日本拟人型两足步行机器人研发状况及我见

本文概括地介绍了日本拟人型两足步行机器人的研发状况，五个主要研发小组的成果 和特点，简述了步行机器人研究涉及的八项关键技术．指出智能机器人玩具市场是服务机器 人的一个值得大力开拓的方向．提出了对我国拟人型步行机器人发展战略的建议．     

点接触式两足步行机器人直立姿态稳定控制

针对点接触式两足步行机器人提出了一种直立姿态稳定控制策略。建立了机器人动力学模型,对机器人直立姿态的稳定性和可控性进行分析;并基于T-S模型建模,构造机器人全局模糊模型,基于LQR最优控制理论,设计全局渐近稳定的模糊控制器对机器人直立姿态进行稳定控制。仿真结果表明,该算法具有较宽的稳定范围,可以使机器人在上电以后和从行走切换到站立状态时迅速恢复直立姿态,保持稳定。