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《中国人民解放军国防科学技术大学》 2002年
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仿人步行机器人的运动规划方法研究

胡洪志  
【摘要】: 运动规划是仿人机器人研究的关键技术之一,稳定自然的步行是仿人机器人区别于其它机器人的主要标志,也是其实现基本操作功能的基础。 由于仿人机器人是一个高阶、非线性和强耦合的系统,难以建立可用于运动规划的显式有效的数学模型,本文借鉴目前国内外的研究成果,利用Lagrange动力学普遍方程建立了仿人机器人的简化解耦运动模型,在此基础上推导了机器人稳定步行的条件。文中简要介绍了静态步行的运动规划方法,并据此进行了实物实验实现了稳定的低速静态步行。 论文重点讨论了动态步行的算法设计和仿真,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。这一方法首先根据机器人行走过程中存在的约束确定关键帧,然后采用三次样条函数对关键帧插值,得到脚的轨迹,利用ZMP稳定裕度作为评价函数进行搜索,得到优化的躯干运动轨迹,最后根据运动学约束计算各个关节的运动轨迹。本文根据算法进行了仿真,仿真结果表明这一方法是可行而且有效的。考虑上下肢运动的协调,本文对上肢的运动作了简单的规划。 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。
【学位授予单位】:中国人民解放军国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 魏航信;刘明治;王淑艳;赵丽琴;;仿人型跑步机器人的运动学分析[J];中国机械工程;2006年13期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 张祖林;双足步行机器人步态设计及其运动控制研究[D];南昌航空大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 徐德;景奉水;谭民;;基于Linux操作系统的开放式工业机器人实时控制研究[A];钱学森科学贡献暨学术思想研讨会论文集[C];2001年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 李正义;机器人与环境间力/位置控制技术研究与应用[D];华中科技大学;2011年
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7 王企远;步行康复训练机器人助行腿的步态规划与运动控制[D];上海大学;2011年
8 刘献如;视频图像序列目标跟踪算法及其应用研究[D];中南大学;2011年
9 汤青慧;基于电子海图的航线规划方法研究[D];中国海洋大学;2011年
10 郭辰;永磁球形电动机动力学解耦控制及通电策略研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
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6 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
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10 冯立敏;船用吊艇架减摆机理建模与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 李宪华;服务机器人双臂协作技术研究及实现[D];上海大学;2011年
2 刘成军;双足机器人欠驱动动态步行仿人运动控制研究[D];重庆大学;2011年
3 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
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6 徐兆红;腿式跳跃机器人运动规划与稳定性恢复研究[D];上海交通大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘勇;Robocup类人机器人系统研究与实现[D];大连理工大学;2010年
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8 许云;服装展示用仿人机器人的步态规划[D];武汉纺织大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 冯元琨,袁群明;机器人动态步行控制技术[J];机器人;1992年05期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 梅新;美津浓公司开发步行机器人专用鞋[N];中国贸易报;2004年
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4 记者 钱铮;新型“阿西莫”机器人本领强[N];人民日报;2006年
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6 林然;机器人总动员[N];中国商报;2002年
7 徐乐乐;像人类一样行走[N];吉林日报;2006年
8 记者 薛秀颖;神奇四指手“眼”通天[N];哈尔滨日报;2005年
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10 胡林辉 作者单位:湖南省长沙市公安局;如何避免对摹仿字迹的误判[N];人民公安报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 倪修华;双足被动步行机器人性能分析及一种动力输入方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 倪修华;双足被动步行机器人性能分析及一种动力输入方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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4 吴燕华;光镊在生物细胞自动化操作中的力学标定和运动规划[D];中国科学技术大学;2011年
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8 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
9 陈文斌;人体上肢运动学分析与类人肢体设计及运动规划[D];华中科技大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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3 齐政彦;并联腿机构在四足/两足可重构步行机器人中的应用研究[D];燕山大学;2010年
4 徐桂玲;助老助残四足并联腿步行机器人机构设计与分析[D];燕山大学;2010年
5 曹赢;一种准被动步行机器人的步行控制研究[D];武汉科技大学;2010年
6 焦娟;基于并联机构的一类步行机器人的设计研究[D];燕山大学;2012年
7 胡星;四足/两足并联腿步行机器人的优化设计及合并步态研究[D];燕山大学;2012年
8 徐娜;非完整移动机器人运动规划算法研究[D];复旦大学;2012年
9 王光彬;复杂环境下无约束运动体多目标运动规划与轨迹控制研究[D];吉林大学;2011年
10 徐凤;欠驱动步行机器人全局稳定控制算法与耦合特性研究[D];吉林大学;2011年
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