仿人双足机器人的设计与实现.pdf

机器人 现代制造工程(Modem Engineering) 2012年第lo期 Manufacturing 仿人双足机器人的设计与实现+ 宫赤坤，张智斌 (上海理工大学机械工程学院，上海200093) 摘要：通过对人的行走方式进行观察模拟设计J，仿人双足机器人，运用D—H方法分析其机构组成，为其设计了具有周期 循环性的步态，并把三维实体模型导人到运动分析软件ADAMS中，添加约束驱动等，最后进行验证。将仿真结果应用 到现实物理样机上，使物理样机能够实现人的行走动作。 关键词：双足机器人；约束；ADAMS软件；步态规划；零力矩点 中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：1671-3133(2012)lo—0023珈5 ofthebionic robot implementationbipedal 一，D墼蜘and Zhibin GongChikun，Zhang ofMechanical of forScienceand (School Engineering，UniversityShanghai Technology，Shanghai ofhuman robotis methodisusedto itsmechanical Abstract：Bystudying being’Swalkingstyle．bipedaldesigned．D—H analyze structureand is areallvalidatedits3D modelwith periodicwalkingstyledesigned．These by entity constraintsandmotionsin Callwalkinthe likehuman simulationresult． ADAMS．Physicalprototype style being’Swalkingstylebyusing Moment Point(ZMP) Keywords：bipedalrobot；constraints；ADAMS；gaitprogramming；Zero 0引言 1 仿人双足机器人机械结构设计 近年来，对双足机器人的研究已经引起世界各国 根据对双足动物结构和运动方式的研究，按照相 机器人专家的重视¨J。由于双足机器人本身是一个 似的原则设计了一种双足机器人，其三维实体模型如 复杂的非线性系统，所以在实现双足机器人动态稳定 图1所示。 行走这一关键问题时，仍有许多难题有待攻克。要想 电 实现双足机器人动态行走，必须对机器人进行动力学 电 建模，步态设计和稳定性分析，步态设计作为其中的 一个重要环节，在双足机器人动态步行中起着关键作 电 用口引。由于双足机器人的自由度多且在动态行走时 电 各自由度之间的关系协调比较困难，导致双足机器人