足球反作用力下仿人机器人姿态控制研究

本文以仿人机器人踢足球为例,以现实机器人为原型,利用Solidworks建立了仿人机器人的三维机械结构模型,利用ADAMS和Simulink联合仿真的方法,仿真得到了机器人踢足球的整个过程,利用ZMP理论实时求得机器人的重心轨迹,计算与理想轨迹的偏差,通过改变机器人姿态以减小偏差,实现了对机器人的闭环控制,提高了机器人在受外力作用下的稳定性,并进行了实物实验,验证了该方法的有效性。     

基于关键帧相似性的仿人机器人步态规划

为解决传统步态规划方法运算量大、运行时间长的问题,提出一种基于关键帧相似性的仿人机器人步态规划方法,通过对步态关键帧的相似性度量、髋关节的规划、零力矩点(ZMP)的实时校正,实现仿人机器人曲线行走步态的在线调整,调整后的步态能够较好地逼近实际ZMP曲线。实践结果表明,该方法在降低运算量的同时较好解决了仿人机器人的步态稳定及快速规划问题,并且可以减少步态选择不理想时的时间消耗。     

人形机器人动态行走误差调整方法的研究

介绍人形机器人稳定行走的相关理论及研究发展,针对关节非线性伺服控制、行走稳定性、摆动脚落地碰撞等关键问题进行了研究,解决了仿人稳定行走控制中步幅自动调整的问题,并进行了模糊控制器设计。     

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。     

基于ZMP和实时检测的机器人步行研究

介绍了仿人二足步行机器人步态规划的分类，采用了其中基于运动学和动力学方法的步行和基于人类行走数据的步行相结合的方法。以ZMP判据为依据，提出了仿人机器人的动态步行的一种规划方法，同时还在步行过程中，通过处理力／力矩传感器获得的数据。计算出实际ZMP，然后进行ZMP的实时调整以保证步行的速度和稳定性。     

零力矩点与两足机器人动态行走稳定性的关系

讨论了零力矩点（ＺＭＰ）与两足机器人动态行走稳定性的关系，证明了ＺＭＰ出支撑面时若踝关节取高增益ＰＤ控制则支撑脚无法实现稳定支撑．本文最后给出了一种ＺＭＰ计算及控制方法．     

Optimal sagittal gait with ZMP stability during complete walking cycle for humanoid robots

A parametric method to generate low energy gait for both single and double support phases with zero moment point（ZMP） stability is presented. The ZMP stability condition is expressed as a limit to the actuating torque of the support ankle, and the inverse dynamics of both walking phases is investigated. A parametric optimization method is implemented which approximates joint trajectories by cubic spline functions connected at uniformly distributed time knots and makes optimization parameters only involve finite discrete states describing key postures. Thus, the gait optimization is transformed into an ordinary constrained nonlinear programming problem. The effectiveness of the method is verified through numerical simulations conducted on the humanoid robot THBIP-I model.     

Design and locomotion analysis of two kinds of rolling expandable mobile linkages with a single degree of freedom

Frontiers of Mechanical Engineering - This study presents two kinds of rolling robots that are able to roll by deforming their outer shapes with a single degree of freedom. Each robot is an...     

人体运动稳定性边界快速识别及检测的研究

针对人体运动稳定性边界的确认及快速识别的问题,提出一种在多因素共同影响下判断人体运动稳定性边界及快速识别的方法。建立简易人体刚体模型采集运动数据,采用ZMP作为人体运动稳定性判据,并针对受外界干扰的实际情况对其进行改进。分别研究重力、外力、惯性力对人体运动稳定性的影响,再将3种影响因素进行耦合进而达到通过检测传感器运动数据得出在多因素共同影响下的人体运动稳定性边界的目的。