仿人機器人仿真若干問題的研究.pdf

1、利用仿真平臺描述仿人機器人的物理模型，并模擬機器人的動力學(xué)特性；對于改進其運動規(guī)劃方法以及機器人快速原型化都有重要的意義。本文研究了組件型數(shù)字化樣機建模理論，并針對仿人機器人實現(xiàn)了一個專門用于仿人形機器人三維仿真系統(tǒng)。主要包括以下幾方面內(nèi)容：
　　 1、論述了組件型數(shù)字化樣機建模理論的基本概念，并且針對仿人機器人的建模問題，設(shè)計了一種三維組件型數(shù)字化建模的層次模型和裝配方案。該模型中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含了質(zhì)量、速度、加速度、受力、力矩

2、等信息，用于描述并預(yù)測復(fù)雜多體系統(tǒng)的運動學(xué)、動力學(xué)性能等。
　　 2、仿人機器人運動學(xué)仿真模型。根據(jù)機器人運動學(xué)的基本要求，運用正運動學(xué)原理和逆運動學(xué)原理，確定了仿人機器人的運動軌跡，實現(xiàn)了遞推形式的仿人機器人運動學(xué)求解算法。
　　 3、仿人機器人動力學(xué)仿真模型。根據(jù)機器人動力學(xué)的基本要求，運用正動力學(xué)原理和逆動力學(xué)原理，確定了仿人機器人的力矩變化，并實現(xiàn)了遞推形式的仿人機器人動力學(xué)求解算法。
　　 4、仿人形機

3、器人的步態(tài)規(guī)劃。根據(jù)三維倒立擺模型原理設(shè)計的三維步行模式的生成原理，結(jié)合遺傳算法和樣條插值方法以及逆運動學(xué)原理系統(tǒng)論述了針對仿人機器人基于三維倒立擺的步態(tài)規(guī)劃方案。通過Matlab、VC++、OpenGL的協(xié)同仿真平臺，對該步態(tài)規(guī)劃提供了3D仿真數(shù)據(jù)。
　　 5、機器人局部路徑規(guī)劃。提出一種新的命名為類雙曲殼的數(shù)學(xué)模型，建立了類雙曲殼邊界構(gòu)造算法，并以此進行了局部路徑仿真試驗。通過Matlab和VC++對復(fù)雜路徑的采樣點建立局部