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双足机器人具备类人型外表,能够适应各种复杂的地形环境,是当前机器人领域的研究热点之一双足机器人研究的关键在于能够实现稳定性快速行走,重点需要解决的是行走过程中的轨迹规划与稳定性控制问题。此外,液压驱动相比传统的电机驱动,功率密度比大,抗冲击能力强,更易于实现高动态行走。本文基于此开展基于液压驱动的双足机器人步态规划与运动控制问题。主要完成以下工作:(1)依据人体下肢组成结构及运动需要,确定所设计的机器人自由度数及其机械结构,据此搭建出机器人样机平台,采用液压油缸进行驱动,然后完成机器人的控制系统设计,包括硬件系统搭建、软件控制系统编程、油缸数字伺服控制等,最终实现了能够通过该平台完成对机器人样机的运动控制。(2)针对所研制的机器人样机求解其数学模型。以位姿矩阵为基础、通过D—H方法建立机器人的运动学模型,通过运动学反解及三角几何关系求出对应的逆运动学模型,为采用几何约束方法实现机器人的步态规划奠定了理论基础。此外还针对两种简化的动力学模型:倒立摆模型和桌子-小车模型进行了简单的研究。(3)针对机器人的步态规划内容进行相关研究。首先完成静步态行走规划,并针对运动过程中存在的问题加以分析和改进,完成基于三次样条插值方法实现的机器人的各项运动动作,包括踏步、前进/后退、侧向行走等。针对基于ZMP的步态规划算法进行了研究,并重点分析采用预观控制步态模式生成方法完成步态规划,并针对机器人稳定性控制的问题进行了探讨。(4)对之前完成的步态规划算法进行仿真和样机实验验证。仿真实验中静步态行走对两种方法进行了对比。样机验证中实现了采用柔软地面和坚硬地面的对比行走试验。通过行走试验证明所研制的机器人平台能够满足实验需要,步态规划算法基本能够实现所需运动。通过以上所做的工作,基本实现了双足机器人平台的稳定性行走,满足了项目设计要求,为下一步的研究工作提供了坚实的理论基础和技术支撑。