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低成本类人足球机器人的研究

张国平  
【摘要】:类人机器人为机器人研究的最高境界,它是智能机器人理论和技术的集中体现,能够带动许多相关学科和技术的交叉发展和进步。 自上个世纪90年代开始,双足机器人研究已从模仿人类腿部行走进展到全方位类人研究阶段,相继诞生了“P1”、“ASIMO”等机器人明星。RoboCup(机器人世界杯)和FIRA(国际机足联)还组织了类人足球机器人比赛。国内开展双足机器人研究工作较晚,类人足球机器人的研究工作更是刚刚开始。因此类人足球机器人的研究具有非常重要的意义。 本文主要进行类人足球机器人运动学分析工作,它是研究类人足球机器人的基础。研究内容包括: 1、综合分析国内外足球机器人研究现状和发展趋势,确定本论文研究方向和内容。 2、对所要研究的类人足球机器人进行机构分析,确定其自由度数、自由度分配方案及关节形式等。 3、分析类人足球机器人的运动状态,建立起运动学和动力学模型。 4、提出了基于三次样条插值的步态规划方法,并给出了仿真结果。结合机器人的逆运动学规划,推导了各个关节的角度-时间函数。 5、给出了步行的一些概念和步态、姿态控制的方法,并推导了常用的ZMP(零力矩点)的计算公式,针对类人足球机器人的特点,提出了一种简单、精确的ZMP实时测量方法。


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