类人足球机器人无侧摆动态步态规划研究.pdfVIP

第 1期 机械 设计 与制造 2010年 1月 Machinery Design Manufacture 文章编号：1001—3997(2010)01—0001—02 类人足球机器人无侧摆动态步态规划研究 张洪波 刘 莉 陈 恳 ， (清华大学 精密仪器与机械学系，北京 100084)(清华大学 摩擦学国家重点实验室，北京 100084) Planningdynamicwalkingpatternsforahumanoidsoccerrobotwithoutlateralmoving ZHANGHong—boILIULi．CHEN Ken (DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China) (TheStateKeyLaboratoryofTribology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China) 【摘 要】针对类人足球机器人提出了一种无侧摆的动态步态规划方法，从模型原理、数学描述、计 算流程、求解方法等方面做了详细的阐述，并通过检验前向和侧向ZMP(零力矩点)位置证明机器人运动 过程中无侧摆并保持了自身平衡。最后探讨了步态周期、步长、髋关节水平位置和竖直高度对于机器人行 走稳定性的影响。 关键词：无侧摆 ；步态规划；ZMP(零力矩点) A【bstract】hbringsforwardawayofplanningdynamicwalkingpatternsofrahumanoidsoccerrobot withoutlateralmoving． discribesmodelprinciple，mathematicsdirscriptions，computingprocessandsolv— ingmethods．hdimenstratestherobotcanwalksteadilywithoutlateralmovingbycheckingupthepositionof zMP．Atlastitdiscussestheinfluenceofperiod．stepdistanceandthehorizontalandverticalpositionofcoxa Keywords：Nolateralmoving；Bipeplanning；ZMP(zeromomentpoint) 中图分类号：TH12，TP24 文献标识码 ：A 1引言 4求解方法 双足机器人的动力学系统是非线性高阶强耦合系统，采用现 4．1步态基本参数的确定 有的数学模型和解析算法无法得到完整精确的步态解，当前的步 根据样机MOS2007规划经验选择初始参数为： 态算法几乎都需要对双足系统进行简化，很多步态规划方法将机 T--0．5s，W=O．07m，D=O．3W ，H=0．24m 器人简化成平面机器人 ，只研究机器人前向平面内的运动，而机 4_2求解机器人起步和停步姿态关节角度 器人侧向平面的运动再用其他方法进行修正或者补偿_1_。这样的 起步和停步计算类似 ，这里只介绍起步的角度求解方法。 步态规划方法虽然能够在理论上得到很好的结果，但应用于实际 02=_／BAD=_／BAC-_／CAD ， ， ， 的三维机器人样机却效果不理想。 -