類人型機器人踢球時腿部運動規(guī)劃及控制的研究.pdf

1、本文研究了機器人踢球時腿部運動規(guī)劃及控制。踢球時足球飛出去的方向由足在觸球時的姿態(tài)決定，為了簡化研究模型，本文只研究機器人在前向平面內(nèi)踢定位球，類似于人踢球時的正腳背射門。當(dāng)機器人需要做出其它技術(shù)的踢球動作時，只要少許改變其擊球時的姿態(tài)就可實現(xiàn)。在前向平面內(nèi)球踢出去的高低與足的仰俯角度有關(guān)，而球飛出去的速度主要由足的絕對速度決定。本文在研究人踢球技術(shù)的基礎(chǔ)上，得出機器人踢球時在初始點和觸球點的姿態(tài)，并規(guī)劃出腿部從初始姿態(tài)運動到觸球時姿態(tài)

2、的軌跡。研究各種工業(yè)機器人時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法和考慮軌跡平滑性的軌跡優(yōu)化設(shè)計，通過對各種軌跡規(guī)劃方法的研究和總結(jié)，得出一種快速平穩(wěn)運動的軌跡規(guī)劃方法，該方法首先用時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃得出軌跡在系列點的最大速度和加速度，并把這些值作為五次樣條曲線軌跡規(guī)劃時的約束邊界，進(jìn)行平滑的軌跡規(guī)劃。通過踢球路徑的仿人設(shè)計與使用機器人時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法，建立電機力矩約束的動力學(xué)模型，得出機器人在擊球點的最大速度，用五次樣條曲線規(guī)劃出關(guān)節(jié)空間的平滑運動