双足仿人机器人行走系统的设计

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1、学号：S15030284论文题目双足仿人机器人硕士学位(毕业)论文行走系统的设计双足仿人机器人行走系统的设计姓名研究生姓名：刘璞刘学科、专业：机械工程璞二○一八年六月分类号：TP242密级：公开UDC：编号：1双足仿人机器人行走系统的设计Thedesignofwalkingsystemofbipedhumanoidrobot.学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：机械工程（080200）研究方向：现代检测理论与技术申请学位级别：硕士指导教师：吕琼莹研究员研究生：刘璞论文起止时间：2016.11—2018.04长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声

2、明：所呈交的硕士学位论文，《双足仿人机器人行走系统的设计》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，

3、允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日摘要随着科学技术的迅速发展，机器人在科学领域中的作用不断扩大，在这一领域中双足仿人机器人以其私有的特点得到了各个发达国家的科学学者的关注及认可。活动区域大，占用面积小，步行环境所要求的条件低且具有很好的跨越阻碍的能力，移动“盲区”小，应用范围非常广泛。基于这些优点于一体，双足仿人机器人快速的成为了机器人研究的热点领域。双足步行是在动物界中困难程度最高的行走动作，其它行走机构的步行功能无法和双足步行相

4、比较，因此研究双足步行是仿人机器人研发的前提。双足仿人机器人与其他种类机器人的一个重要区别就是其步行是否稳定，因此本课题的目的是研发一个双足仿人机器人行走系统，通过对仿人机器人腿部自由度的选择、双足步行的运动学、逆运动学分析和步态规划，以及Admas虚拟仿真，使其实现稳定步行。本文对双足仿人机器人研究的背景意义进行说明，又详细介绍了这一领域国内外发展现状。通过对机器人的结构类型的分析和自由度配置方案的对比，准确的设计了实现双足仿人机器人行走要求最少自由度的方案。对比了机器人的驱动方式，对其进行了最优选择。基于仿人机器人的结构，建立数学模型，运用D-H法建立连杆坐标系，通过刚体位姿

5、的描述，对其进行运动学分析，运用Matlab对机器人下肢模型图进行仿真。在此基础上，基于ZMP稳定性判据，对双足仿人机器人进行步态规划，并结合Adams虚拟仿真实现了双足仿人机器人在平整路面上的行走以及爬楼梯动作，验证机器人行走时步态的合理性和稳定性。关键词：双足仿人机器人行走系统自由度配置运动学分析步态规划Admas虚拟仿真IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,theroleofrobotsinthefieldofsciencehasbeenexpanding.Inthisfield,thebipedalh

6、umanoidrobothasgainedtheattentionandrecognitionofscientificscholarsfromvariousdevelopedcountrieswithitsprivatecharacteristics.Activeareaisbig,smalloccupiedarea,lowrequiredbythepedestrianenvironmentconditionsandhasgoodacrossobstaclecapability,smallmobile"blindspots",applicationscopeisverybroad

7、,onthebasisoftheseadvantages,bipedalhumanoidrobotquicklybecomethefocusofroboticsresearchfield.Bipedalwalkingisthemostdifficultwalkingmovementintheanimalworld,thewalkingfunctionofotherwalkingagenciesisnotcomparabletothatofbipedalwalking,sothes