六足仿生机器人的研制及其运动规划研究机械电子工程专业毕业论文.docx

提出了轻度崎岖地形轨迹规划策略和重度崎岖地形腿部反射轨迹规划策略。对于前者,构建了统一的摆动相和支撑相轨迹规划描述,提出了基于缓冲区的摆动相组合多项式曲线轨迹规划策略,并依据相对运动原理将支撑相规划的并联闭链问题转化为串联开链问题。对于后者,采用具有圆弧过渡的组合直线足端轨迹建立了抬腿和寻落反射机制的人工实现模型;并根据步行需要提出了单次反射、多次反射、复合反射的人工反射模式。步态规划方面,通过多足昆虫步态分析和抽象,推导出步行速度与步态模式间的数学关联,提出了多足步行的调速方法;提出了基于相位时钟的腿间相序描述方法和基于腿间相序调整的自由步态形成原理。综合考虑加速度因素的影响,提出一种基于改进能量稳定裕度法的稳定性判定方法,推导了六足步行稳定裕度与步长及步行加速度的数学关联,并给出了维持静态稳定步行的步态参数域。依据自由步态形成原理,提出了腿间相序的调整策略和作用于相邻腿之间的局部规则,借助分布式局部规则网络,分别应用基于有限状态机的狭义步态控制算法与广义步态控制算法,实时地自适应调整错乱的腿间相序,生成了静态稳定的自由步态,通过仿真实验进行了验证。在设计搭建的六足仿生机器人步行实验平台上,分别实施了固化步态步行实验、腿部反射步行实验、自由步态步行实验,不仅验证了所提出的六足步行理论的正确性,同时也例证了机器人的复杂地形自适应稳定步行能力。关键词:六足机器人;崎岖地形步行;自由步态;局部规则;腿间相序AbstractWiththeincreasinglyrapidstepofhumanexplorationofnature,,plicatedterrainconditionsthanthatprovidedbywheeledrobotandthereforehasbeengivengreatconcern,howeveruptonow,forthereasonofabsenceofadaptivewalkcontrolalgorithm,,essfulmovingcreatureontheearth,multi-,itcontainsgreattheoreticalandpracticalsignificancefortheresearchandapplicationofleggedmobileroboticstoblendthebehavioralresearcheffortofmulti-,athoroughinvestigationofconfigurationdesign,theoreticalmodeling,motionplanningandcontrivingofcontrolsystemweremadeintermsofbionics,andmoreover,,thewalkingstructureofmulti-leggedinsectwasmodeledasaconfigurationwith3-DOFlegsandellipsedistributionoflimbs;amechanicalconfigurationcapableofomni-otionwasfabricatedwithrudder-drivenandparallelfour-barlinkagetransmission;bytakingsegmentproportionandorientationofcoaxaxesastheindependentvariables,otionrangesoftherobotbodyinsixdimensionsunderreferencepostureastheattributivevariables,anobjectiveestimationfunctionofmobil