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仿人机器人的步态规划及步行平衡控制研究的开题报告

一、选题背景

随着科学技术的不断发展，机器人技术也越来越受到人们的关注与重视。仿人机器人是一种研究热点，它具有普适性、高鲁棒性和灵活适应性等优点，已经广泛应用于医疗、教育、服务等领域。仿人机器人步态规划及步行平衡控制技术是实现仿人走路的重要技术之一，对机器人实现人性化运动、提升机器人稳定性和使用效率具有重要意义。因此，对仿人机器人步态规划及步行平衡控制技术进行研究，对于推动机器人技术的发展和应用具有积极意义。

二、研究意义

仿人机器人步态规划及步行平衡控制技术是实现仿人走路的重要技术之一，已经成为机器人研究领域的热点。目前的研究主要集中在机器人步态的仿真、步长和步频的控制、步态的平滑性和稳定性等方面。这些研究成果为机器人实现人性化运动、提升机器人稳定性和使用效率提供了技术保障。本文的研究将进一步完善仿人机器人步态规划及步行平衡控制技术，在机器人技术的发展和应用上具有积极的推动作用。

三、研究内容及技术路线

1.研究内容：

（1）仿人机器人步态规划技术：根据人类自然走路的步频、步长、步态以及人体纵向、横向稳定性的特点，建立仿人机器人步态规划算法，实现仿人机器人步态的自然和平稳。

（2）仿人机器人步行平衡控制技术：结合机器人结构、稳定性等特点，设计仿人机器人步行平衡控制算法，保障机器人在运动过程中的平衡性和稳定性。

2.技术路线：

（1）仿人机器人步态规划技术路线：

①建立仿人机器人运动学模型，包括机器人走路的步频和步长等参数。

②建立仿人机器人控制模型，将人类走路的生理特点转化为机器人控制器。

③开发仿人机器人步态规划算法，实现机器人步态的自然和平稳。

（2）仿人机器人步行平衡控制技术路线：

①分析机器人的结构特点和物理特性，确定关键控制变量。

②建立机器人运动学和动力学模型，包括舵机、传动系统等。

③开发仿人机器人步行平衡控制算法，保障机器人在运动过程中的平衡性和稳定性。

四、预期研究成果

本文的预期研究成果包括以下几个方面：

（1）建立仿人机器人步态规划模型，实现机器人步态的自然和平稳。

（2）建立仿人机器人步行平衡控制模型，保障机器人在运动过程中的平衡性和稳定性。

（3）开发相关算法，并进行实验验证，探讨算法优化。

（4）为仿人机器人技术的研究和应用提供技术支持和实验数据。