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实现双足机器人的稳定步行,是机器人领域的研究热点,不仅具有重要的学术意义,在现实中也有很大的应用价值。良好的步态轨迹是成功和有效的实现双足机器人稳定步行的理论基础和关键技术。本论文重点讨论了动态步行的算法设计和仿真,详细分析了基于零力矩点的双足机器人动态步行轨迹规划方法。论文的主要研究工作如下:(1)研究机器人运动学和动力学特性,建立广义坐标下的双足机器人正逆运动学模型,并运用拉格朗日动力学方程对简化的机器人模型分别在单、双腿支撑期进行了动力学建模,得到便于控制的运动学模型。(2)针对影响双足机器人步行稳定性的因素,导出反映机器人静态稳定性和动态稳定性的重心和ZMP的计算公式,得出判别步行稳定性的条件。(3)根据机器人行走过程中应满足的约束条件,设计出以时间为参考量的踝关节和髋关节的运动轨迹,然后由运动学方程,计算其它各关节的运动轨迹,再利用ZMP公式确定步行过程中的ZMP轨迹。(4)在空间步态规划中,以髋关节X向轨迹为参考量代替时间量,固化机器人各部分的协调运动关系。在预设起始点、终止点和中间最高点的基础上采用三次样条插值分别产生踝关节和髋关节的轨迹。结合机器人的逆运动学规划,推导出各个关节角度的空间函数。(5)在Matlab环境下,利用ZMP稳定裕度作为评价函数进行搜索,得到优化的运动轨迹,根据运动学约束计算各个关节的运动轨迹,保证双足步行机器人步行过程中的稳定性。