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摘要：雙足機(jī)器人的步態(tài)和行走控制是其重要研究?jī)?nèi)容，本文對(duì)雙足機(jī)器人的步態(tài)和行走控制進(jìn)行了研究，并對(duì)相關(guān)機(jī)器人步態(tài)控制算法進(jìn)行了編程實(shí)現(xiàn)。對(duì)雙足機(jī)器人的基本研究思路可以分為基于仿生學(xué)原理和基于動(dòng)態(tài)控制原理兩種類型。這兩種不同思路的研究方法在雙足機(jī)器人的步態(tài)設(shè)計(jì)和規(guī)劃中都有廣泛應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的穩(wěn)定行走，本文模擬人的行走過(guò)程及人的生理結(jié)構(gòu)對(duì)雙足機(jī)器人進(jìn)行合理的步態(tài)規(guī)劃，運(yùn)用ZMP理論預(yù)先離線設(shè)定理想ZMP軌跡，然后通過(guò)調(diào)整關(guān)節(jié)扭矩力或者動(dòng)量補(bǔ)償使得實(shí)際ZMP軌跡和理想ZMP軌跡吻合。根據(jù)檢測(cè)到的地面反力資訊，計(jì)算CoP，通過(guò)控制策略調(diào)整ZMP和CoP的位置，使二者重合，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定行走。通過(guò)模擬人的行走過(guò)程及人的生理結(jié)構(gòu)對(duì)雙足機(jī)器人的步態(tài)進(jìn)行合理規(guī)劃來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的穩(wěn)定行走。 本文采用的硬件平臺(tái)是Robotis公司針對(duì)教育研究開(kāi)發(fā)出的Bioloid系列的機(jī)器人，通過(guò)對(duì)Bidloid機(jī)器人的步態(tài)進(jìn)行研究并合理規(guī)劃，在仿真測(cè)試中的結(jié)果證實(shí)其是有效的。 通過(guò)研究，鍛煉分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力及動(dòng)手編程能力。 關(guān)鍵字：雙足機(jī)器人，Bioloid機(jī)器人，步態(tài)規(guī)劃，ZMP
Abstract：The research of biped robot is focused on the robot’s gait and walking control. This paper aimed to study the control of biped robot’s gait and walking. There are two basic research ideas, one is based on Bionics and the other one is based on dynamic control. And both of them are widely applied to biped robot’s gait design and planning. To make the robot walk stable, the researcher simulated human’s walking process and physiological structure and made a reasonable plan of gait of biped robot. Pre-set ideal ZMP trajectory offline guided by ZMP theory, and then match the actual ZMP trajectory to the ideal ZMP trajectory through joint tongue force adjustment or momentum compensation. And at the same time, calculate the value of Cop according to the data of ground reaction forces information, and then adjust the position of Zmp and Cop, at last realize the stable walking, which is tested effectively in simulation test. In the course of the study, my ability to analyze and solve problems is improved. Key words: biped robot, Bioloid robot, gait planning，Zmp
本文首先通過(guò)文獻(xiàn)研究對(duì)雙足機(jī)器人的發(fā)展歷程以及步態(tài)規(guī)劃的研究方法進(jìn)行了綜合了解，并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)Boloid機(jī)器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制方法的研究來(lái)學(xué)習(xí)雙足機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃。 這款機(jī)器人首先必須能夠獨(dú)立行走，其次能夠做出幾個(gè)預(yù)想動(dòng)作，即開(kāi)始時(shí)先走3步、立正、然后臥下（身體向前）、向前翻跟斗3次，再起立、向前走3步、立正、然后臥下（身體向后）、再向后翻跟斗2次、再起立、然后以輕快步履走向終點(diǎn)、要在指定5分鐘或少于指定時(shí)間內(nèi)完成所有動(dòng)作，及要走到終點(diǎn)，同時(shí)要求其對(duì)前方道路情況的探測(cè)和判斷，用以避障。 作為一種雙足機(jī)器人研究平臺(tái)，要求所設(shè)計(jì)的機(jī)器人能夠滿足研究者對(duì)雙足機(jī)器人的基本要求，即機(jī)器人具備穩(wěn)定行走的能力，為研究雙足機(jī)器人的行走方法步態(tài)規(guī)劃提供平臺(tái)。
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