《2005年上海大学博士学位论文 15 仿人形机器人双足动态步行研究》

第一章绪论1

1.1 引言1

1.2 仿人双足步行机器人研究的概况2

1.3 双足步行的步态规划与步行控制研究11

1.4 本文主要研究内容18

第二章仿人形机器人双足步行机构的数学模型21

2.1 前言21

2.2 运动学模型22

2.3 动力学模型32

2.4 仿人形机器人侧向模型的Lie对称性及其守恒量36

2.5 本章小结44

第三章仿人形机器人双足步行稳定性与几何约束45

3.1 前言45

3.2 重心的地面投影点和零力矩点46

3.3 支撑腿踝关节驱动力矩的ZMP稳定性约束51

3.4 考虑地面反力分布的仿人形机器人双足步行稳定性55

3.5 仿人形机器人上下台阶的几何约束条件68

3.6 本章小结74

第四章双足步行的中步、起步与止步步态规划76

4.1 引言76

4.2 双足步行的基本概念77

4.3 基于被动步行原理的中步周期步态规划82

4.4 起步步态规划105

4.5 止步步态规划118

4.6 本章小结128

第五章非时间参考步态的遗传算法优化129

5.1 前言129

5.2 仿人形机器人双足步行运动的空间路径规划130

5.3 基于ZMP稳定性的轨迹规划138

5.4 基于遗传算法的步态稳定性优化140

5.5 本章小结150

第六章双足动态步行控制与仿真152

6.1 前言152

6.2 仿人形机器人的虚拟原理样机建模153

6.3 基于调节瞬时步行速度的稳定性模糊控制158

6.4 本章小结167

第七章总结与展望169

7.1 工作总结169

7.2 论文创新点172

7.3 展望173

参考文献174

致谢187

附录188