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《西北工业大学》 2004年
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两足机器人动态步行研究

姜培玉  
【摘要】: 机器人技术代表了机电一体化的最高成就,是二十世纪人类最伟大的成果之一。机器人中的两足步行机器人虽然只有近四十年的历史,但是由于它独特的适应性和拟人性,成为了机器人领域的一个重要发展方向。 本文首先设计了FM-1两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。在运动学建模的基础上,基于拉格朗日动力学方程进行机器人的动力学建模,该建模方法可以方便地分析各关节所需的驱动力矩,作为动力学分析和机器人电机选型的依据。 在FM-1的步态规划问题上,首先基于三次样条插值规划机器人的髋关节和踝关节轨迹。然后,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,在matlab环境下采用有约束的遗传算法,以ZMP点的轨迹作为约束条件,以关节加速度最小为优化目标,对参数化步态设计中的参数进行优化并进行仿真。仿真结果显示本文所采用的步态规划方法可以满足机器人连续稳定行走的要求。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP242

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王岚;王婷;张立勋;邓宗全;;助力机器腿仿真研究[J];机械设计;2006年09期
2 边琦;魏世民;周晓光;;神经网络在双足机器人稳定性研究中的应用[J];科学技术与工程;2008年17期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 雷兵;协行助力机械腿结构优化及性能评估系统研究[D];华东理工大学;2011年
2 杨艳军;双足机器人本体设计及步态规划[D];西华大学;2011年
3 年士瑞;双足人形机器人多目标步态规划的研究[D];合肥工业大学;2011年
4 李秀梅;双足机器人仿生足部运动机构研究[D];杭州电子科技大学;2011年
5 张国英;仿山羊坡地行走机构的研究[D];河南科技大学;2011年
6 吴键波;下肢助力机械腿空间力系机构研究[D];华东理工大学;2012年
7 杨新海;双足步行方法与控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 刘兴杰;基于空间四杆机构的灵巧移动平台研究[D];北京交通大学;2007年
9 庞华华;考虑尾巴的仿袋鼠跳跃机器人姿态稳定性研究[D];西北工业大学;2007年
10 梁文宏;双足直立机器人的动力学特性研究[D];西安理工大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李元宗,王跃国;双足步行机器人动态直线步行运动的规划[J];机器人;1992年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
2 乔志杰;程翠翠;;基于遗传算法优化的模糊PID控制研究及其仿真[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
3 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
4 安振刚,李谋渭,尹显东,于宁,唐伟;遗传神经网络在平整轧制力预报中的应用[J];鞍钢技术;2001年06期
5 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
6 马友平;;生长模型McDill-Amateis的遗传算法拟合研究[J];安徽农业科学;2007年33期
7 陆克芬;方崇;张春乐;;基于人工鱼群算法的投影寻踪评价方法研究[J];安徽农业科学;2009年23期
8 陈广洲;汪家权;解华明;李国莲;;基于遗传算法的土地多目标规划应用[J];安徽农业科学;2009年24期
9 刘延明;陆克芬;方崇;;基于投影寻踪和粒子群优化算法的南宁市内河水质综合评价研究[J];安徽农业科学;2009年26期
10 刘延明;陆克芬;方崇;;大中型灌区可持续发展综合评价的一种新方法[J];安徽农业科学;2009年27期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 丁婷;崔红涛;;遗传算法在智能天线扇区波束赋形及阵元失效补偿中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
3 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 赵瑞艳;李树荣;张晓东;苗荣;;基于混合遗传算法的热传导系统最优控制问题求解[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 王清;宋年年;王佳庆;姚菁;;优化自抗扰控制器在主汽温控制系统中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 康忠健;徐丽;勾松波;金华蓉;李瑞生;;考虑分布电容的神经网络单相接地故障测距算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 姜封国;;基于小生境技术的混合遗传算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 刘桂臣;蒋白懿;代进;;基于遗传算法城市供水系统优化调度研究[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
8 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
9 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
10 于群;电力系统大停电的自组织临界特性研究[D];中国电力科学研究院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
4 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
5 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
6 朱国凯;泰安市农村公路典型路面结构研究[D];山东科技大学;2010年
7 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
8 施晓坤;煤炭企业人才结构优化[D];山东科技大学;2010年
9 王立;面向非结构化地形的六足步行机器人运动规划研究[D];浙江理工大学;2010年
10 马宗梅;遗传算法在考试系统组卷中的应用与研究[D];郑州大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈圣林;吴志华;马生健;;基于数字图像处理的桉树叶面积分析[J];桉树科技;2006年01期
2 赵建东;王自上;付成龙;陈恳;;仿人机器人摆动脚落地碰撞补偿控制研究[J];北京交通大学学报;2009年01期
3 吴绍斌,陈慧岩;军用地面无人车辆的发展[J];车辆与动力技术;2002年04期
4 陈新荣,余跃庆,姜春福,刘迎春;基于虚拟样机的机器人仿真[J];北京工业大学学报;2004年01期
5 吴威,隋爱娜;具有位置力混合控制的虚拟装配模型[J];北京航空航天大学学报;2001年04期
6 黄雨,彭光正,范伟;气动人工肌肉关节驱动特性实验研究[J];北京理工大学学报;2003年03期
7 胡鑫,习俊通,顾冬云,金烨,戴克戎;髋关节CAD模型的建立与几何形态分析[J];北京生物医学工程;2003年02期
8 孙学俭;薛龙;周灿丰;;二足机器人的姿态稳定性研究[J];北京石油化工学院学报;2007年01期
9 李旭天;;几种运动生物力学分析系统的研究[J];长春师范学院学报;2006年04期
10 周游;刘艳滢;王春民;陈静;陈秋萍;魏雅娟;;几种人体运动检测算法的比较分析[J];吉林大学学报(信息科学版);2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张国英;张伏;毛鹏军;李渊;;基于CATIA的新型输送器调整装置模型的建立及运动仿真[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵建东;仿人机器人行走误差自调整模糊控制研究[D];清华大学;2004年
2 张秀丽;四足机器人节律运动及环境适应性的生物控制研究[D];清华大学;2004年
3 庄严;移动机器人基于多传感器数据融合的定位及地图创建研究[D];大连理工大学;2004年
4 邹细勇;自主移动机器人的智能导航研究[D];浙江大学;2005年
5 柯显信;仿人形机器人双足动态步行研究[D];上海大学;2005年
6 张立杰;两自由度并联机器人的性能分析及尺寸优化[D];燕山大学;2006年
7 陈峰;可穿戴型助力机器人技术研究[D];中国科学技术大学;2007年
8 陈勇;黄牛在松软地面的行走运动及仿生应用[D];吉林大学;2008年
9 吴剑锋;基于肌电信号的人体下肢运动信息获取技术研究[D];浙江大学;2008年
10 余联庆;仿马四足机器人机构分析与步态研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁称林;双足机器人的动力学建模与控制[D];大连理工大学;2002年
2 李洪波;冗余七自由度串并联拟人手臂的设计研究[D];河北工业大学;2003年
3 刘世廉;仿人型机器人简易手指的设计与运动控制[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
4 胡洪志;仿人步行机器人的运动规划方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 阮锋;移动机器人控制系统研究[D];浙江大学;2004年
6 戚开诚;仿人形机器人机构设计[D];河北工业大学;2004年
7 徐江伟;智能移动机器人及其基于行为控制技术研究[D];河北工业大学;2004年
8 韩书葵;两足步行器并联腿机构的运动分析及步态规划[D];河北工业大学;2004年
9 刘振山;自主移动机器人运动控制系统的设计与实现[D];中国海洋大学;2004年
10 肖美痕;老年人常速行走与快速行走特征的生物力学分析[D];北京体育大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 许宪东;洪炳镕;朴松昊;刘强;;一种仿人机器人行走距离预测方法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2011年S2期
2 张立勋;伊蕾;白大鹏;;六连杆助行康复机器人鲁棒控制[J];机器人;2011年05期
3 王洪欣;杜树军;杨旭;;可直立行走的助步轮椅机构设计[J];机械传动;2010年05期
4 张立军;赵永瑞;相恒富;;夹钳式机器人手部材料应用探析[J];机床与液压;2012年22期
5 王延飞;余向东;李娜;朱维兵;;ROBONOVA-1型机器人运动学分析[J];西华大学学报(自然科学版);2009年03期
6 杨智勇;归丽华;张静;方登建;;能量辅助骨骼服的研究现状及发展趋势[J];山东科技大学学报(自然科学版);2012年05期
7 刘珊;何际平;王永骥;Sivakumar Balasubramanian;;基于MATLAB上肢康复机械臂鲁棒控制研究[J];系统仿真学报;2009年02期
8 谢兴旺;余永;张强;陈峰;朱旻;葛运建;;基于假想柔顺控制的可穿戴型膝关节机器人的运动控制[J];仪表技术;2011年08期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 敬成林;双足机器人稳定行走的仿人预测控制方法研究[D];重庆大学;2011年
2 朱晓光;双足机器人步态与路径规划研究[D];华北电力大学;2012年
3 郭朝;基于分子马达的骨骼肌生物力学原理及其在外骨骼机器人人机力交互中应用[D];上海交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 雷兵;协行助力机械腿结构优化及性能评估系统研究[D];华东理工大学;2011年
2 胡金东;双足机器人控制系统结构与伺服控制[D];江南大学;2011年
3 赵怡;基于Pro/E和ADAMS的人形机器人三维造型及运动仿真研究[D];华北电力大学;2011年
4 王健;两足仿人机器人的研制[D];南京航空航天大学;2009年
5 姚俊章;助力机器人传感器信号倍频算法与髋关节并联机构控制系统研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 郑成闻;基于柔性双足信息的助力机器人行走控制方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
7 朱道宏;双足机器人步行姿态跟踪控制方法研究[D];西安科技大学;2011年
8 袁泉;基于振动的截肢康复训练系统的开发研究[D];河北工业大学;2011年
9 何元飞;脚踏式下肢康复机器人的设计与研究[D];华中科技大学;2011年
10 徐震;外骨骼式下肢康复机器人设计分析与实验研究[D];燕山大学;2012年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王小宁,刘鹏,许家栋;雷达成像中插值算法的比较[J];现代雷达;2001年04期
2 徐建明,刘飞,何援军,蔡鸿明;离散点列的局部双圆弧逼近[J];东华大学学报(自然科学版);2005年04期
3 马天骏,高有行;基于三次样条的不均匀插值图像放大方法[J];电子科技;2004年02期
4 贵刚 ,于军 ,李富明 ,聂义勇;铸造充型过程参数优选的两种方法比较[J];小型微型计算机系统;2004年04期
5 谭冠政,谭立洲,朱剑英;两足步行机器人计算机控制系统设计方法的研究[J];中南工业大学学报(自然科学版);1994年02期
6 曾峰;文成林;;用第二代小波去噪降低EMD边缘效应[J];应用科学学报;2007年04期
7 霍龙;于佳;;非线性电阻电路图解法的数值计算[J];山西电子技术;2010年05期
8 庆祥 ,望星;两足步行机器人的研制成功填补了国内空白[J];国防科技大学学报;1988年03期
9 于俊生,张祖训;计算机化电化学仪器的数字信号处理(Ⅰ)──分片三次样条函数法(PTSF)[J];高等学校化学学报;1994年01期
10 任敬轶,孙汉旭;一种新颖的笛卡尔空间轨迹规划方法[J];机器人;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 绳涛;王剑;蔡文澜;马宏绪;;欠驱动两足步行机器人3D动态行走控制方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 马宏绪;李琦;;静不稳定型两足步行机器人的设计[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
3 帅健;杨琼;朱洪武;;凹陷管道的工程评定方法[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
4 王志良;解仑;陈工;孙维;王丽娟;;基于GA神经网络的两足机器人控制研究[A];第12届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集[C];2004年
5 井大海;甄少华;;基于MATLAB在液压马达CAT中的应用曲线拟合技术[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年
6 王文标;段祝平;;二个二阶张量的各向同性标量函数的广义坐标[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
7 张树海;宋书恒;李树民;朱国林;桂业伟;;用虚拟压缩方法模拟自然对流问题[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
8 辛克贵;张寿玲;;薄壁箱梁稳定分析的广义位移有限杆元法[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
9 秦顺全;;变截面箱梁剪滞效应分析[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1994年
10 韩文霆;冯浩;杨青;吴普特;;三次样条两次插值法计算喷灌组合均匀度[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第二分册[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 何德功;日本开发新型两足步行机器人[N];大众科技报;2002年
2 中央人民广播电台记者 王握文 新华社记者 贾永;“先行者”在长沙亮相[N];新华每日电讯;2000年
3 通讯员 李微 王握文;新世纪的“先行者”[N];新华每日电讯;2000年
4 王握文;让机器人走近我们的生活[N];人民日报海外版;2002年
5 本报记者 柴永忠 本报特约记者 王握文;为共和国筑建国防科技长城[N];解放军报;2003年
6 王握文 沈廷亮;机器人家族闪亮登场[N];中国教育报;2002年
7 本报特约记者 王握文 本报记者 柴永忠;跨越,从站在巨人肩上开始[N];解放军报;2003年
8 李微 王握文;国防科技大学着力培养高素质人才[N];中国教育报;2001年
9 记者 姜宁 特约记者 王握文;我第一台类人型机器人亮相[N];解放军报;2000年
10 飞猪;机器人:我们的仆人还是公敌[N];中国计算机报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范毅方;竞技运动的分析诊断方法研究[D];四川大学;2003年
2 张铁山;板料冲压成形中的摩擦与回弹研究[D];南京理工大学;2004年
3 唐矫燕;载人两足步行椅机器人稳定性分析与控制策略[D];上海交通大学;2011年
4 吴振昕;基于总成结构的车辆动力学实时仿真方法的研究[D];吉林大学;2007年
5 郭同庆;复杂组合体跨音速非定常气动力和颤振计算[D];南京航空航天大学;2006年
6 王振华;改进微变空间上的多体力学理论与应用研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 史操;基于计算机视觉的三维人体运动数据压缩[D];中南大学;2011年
8 张美艳;复杂结构的动力重分析方法研究[D];复旦大学;2007年
9 李杰;面向产品设计的数字化功能样机技术的研究及应用[D];中国农业机械化科学研究院;2007年
10 舒庆;防风固沙草方格铺设机器人设计及动力学分析[D];东北林业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜培玉;两足机器人动态步行研究[D];西北工业大学;2004年
2 刘艳娜;两足步行机器人的步态规划及SimMechanics建模[D];杭州电子科技大学;2011年
3 谷慧茹;基于虚拟样机技术的两足并联步行机器人步态规划及仿真[D];河北工业大学;2004年
4 胡林;面向曲面的数据建模方法及其应用[D];南京工业大学;2004年
5 苏红;求解几类泛函微分方程的三次样条配置方法[D];湘潭大学;2010年
6 霍国杰;导弹飞行某参数的快速算法[D];西北工业大学;2003年
7 马天骏;图像放大技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
8 沈艳菲;三阶拉格朗日方程两个形式的研究[D];江西师范大学;2010年
9 高静;小波分析在常微分方程求解中的应用[D];西北大学;2004年
10 李雷;西霞院土石坝材料渗透特性研究[D];清华大学;2005年
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