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机器人技术是汇集了当今世界在计算机、机电、材料、传感器、控制技术等多个学科领域的尖端技术,尤其是双足步行机器人,因其具有类人的外形和步行方式及其广泛的社会应用前景和多学科的融合特点,是机器人研究中的一个热门领域。本论文在云南省自然科学基金(2004F0010M)资助课题《多机器人二维协调控制系统理论及应用技术研究》和云南大学重点项目(2003Z009B)资助课题《智能机器人临场交互系统的理论及应用研究》的支持下,围绕双足步行机器人的行走稳定性,对步行机器人的步态规划及行走运动过程中机器人特征参数对平衡稳定性的影响等方面进行了研究。
本文以双足步行运动的平衡稳定要求为中心,以脚尖无冲击、无滑动的步态规划为基础,采用零力矩点方法分析了双足步行的稳定条件,通过对双足机器人行走过程中一些特殊点进行采样分析,对比人类自身行走步态的观察测量值,采用三次曲线插值方法来计算出双足机器人在行走过程中的行走轨迹。本文的最大特点是居于人体比例设定参数,计算得出了一条比较光滑平稳的行走轨迹,使得机器人的行走姿态更像人类的行走。再次是通过Matlab计算仿真。结果表明,用三次曲线插值方法是一种规划双足机器人行走步态的方便、直观的较好方法,而且得出的轨迹插值函数比较平滑,仿真画面变化连续。研究中预示了一批由此可导出的机器人研究方向,为后继研究奠定了理论上基础。