本文關(guān)鍵詞：減小仿人機(jī)器人后摔傷害的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：仿人機(jī)器人在作業(yè)過程中難以避免摔倒的風(fēng)險(xiǎn),之前的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃研究中,機(jī)器人一旦摔倒因沖擊力過大造成結(jié)構(gòu)損壞而不能繼續(xù)作業(yè),限制了其應(yīng)用范圍。本文針對(duì)機(jī)器人摔倒后不能繼續(xù)作業(yè)的問題,結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“仿人機(jī)器人多模態(tài)運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)換理論與方法”,開展減小仿人機(jī)器人后摔傷害的研究,達(dá)到減小機(jī)器人摔倒后沖擊力的問題,進(jìn)而保護(hù)機(jī)器人本體結(jié)構(gòu),使其能夠繼續(xù)作業(yè)。主要研究內(nèi)容和成果如下:首先,介紹了仿人機(jī)器人摔倒保護(hù)的研究目的和意義,總結(jié)分析了國內(nèi)外仿人機(jī)器人在摔倒保護(hù)方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。其次,采用空間矢量法建立了基于浮動(dòng)基座的仿人機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型,推導(dǎo)了含有腳與地面接觸約束的仿人機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程,為仿人機(jī)器人保護(hù)與運(yùn)動(dòng)控制提供理論依據(jù)。第三,建立了倒立擺飛輪結(jié)合在線姿態(tài)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人后摔模型。提出基于參數(shù)化最優(yōu)控制的保護(hù)動(dòng)作規(guī)劃方法,降低摔倒著地時(shí)的沖擊力。針對(duì)現(xiàn)有機(jī)器人觸地前摔倒保護(hù)方法不能進(jìn)行沖擊力分配的問題,提出了最小腿長伸縮比的概念,分析了最小腿長伸縮比對(duì)機(jī)器人身體部位沖擊力的影響。第四,針對(duì)機(jī)器人觸地后存在面面接觸、滑動(dòng)等因素從而導(dǎo)致數(shù)學(xué)建模困難的問題,本文采用仿生策略模擬人體摔倒觸地后的保護(hù)動(dòng)作序列,進(jìn)行機(jī)器人后摔觸地后的動(dòng)作規(guī)劃。確定了滿足后摔多點(diǎn)碰撞觸地時(shí)緩沖材料的參數(shù)。最后,對(duì)提出的理論和算法在Adams動(dòng)力學(xué)仿真軟件平臺(tái)和BHR-6P上進(jìn)行驗(yàn)證,驗(yàn)證本文算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：仿人機(jī)器人 后摔保護(hù) 倒立擺飛輪 腿長伸縮比 軌跡規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 本文研究的目的和意義9-11
• 1.2 仿人機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3 仿人機(jī)器人摔倒保護(hù)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 仿人機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模20-31
• 2.1 概述20
• 2.2 仿人機(jī)器人建模與動(dòng)力學(xué)方程20-30
• 2.2.1 空間矢量法20-23
• 2.2.2 動(dòng)力學(xué)建模23-28
• 2.2.3 動(dòng)力學(xué)方程28-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第3章 仿人機(jī)器人后摔 - 觸地前軌跡規(guī)劃31-42
• 3.1 概述31
• 3.2 仿人機(jī)器人后摔保護(hù)策略分析31-32
• 3.3 參數(shù)化控制及強(qiáng)化技術(shù)32-35
• 3.3.1 參數(shù)化最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)32-33
• 3.3.2 強(qiáng)化技術(shù)33-35
• 3.4 仿人機(jī)器人后摔  觸地前軌跡規(guī)劃35-41
• 3.4.1 倒立擺模型35-38
• 3.4.2 倒立擺飛輪模型38-40
• 3.4.3 倒立擺飛輪模型+在線姿態(tài)補(bǔ)償40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 仿人機(jī)器人后摔 - 觸地后軌跡規(guī)劃42-53
• 4.1 概述42
• 4.2 觸地后軌跡規(guī)劃42-45
• 4.3 后摔多點(diǎn)接觸必要條件45
• 4.4 多層緩沖結(jié)構(gòu)沖擊響應(yīng)分析建模45-49
• 4.5 多層緩沖結(jié)構(gòu)沖擊響應(yīng)實(shí)驗(yàn)分析49-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第5章 仿真與實(shí)驗(yàn)53-70
• 5.1 概述53
• 5.2 仿真總體方案53-54
• 5.2.1 仿真環(huán)境構(gòu)建53-54
• 5.2.2 仿真方案設(shè)計(jì)54
• 5.3 摔倒仿真分析54-64
• 5.4 摔倒實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證64-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單78-79
• 致謝79

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙鐵軍,趙明揚(yáng),單光坤,王洪光,陳書宏;仿人機(jī)器人柔性腰部機(jī)構(gòu)研究[J];機(jī)器人;2003年02期

2 汪光,黃強(qiáng),李科杰;基于仿人機(jī)器人自身約束條件的行為調(diào)節(jié)步行控制[J];探測(cè)與控制學(xué)報(bào);2003年S1期

3 ;我國仿人機(jī)器人研究實(shí)現(xiàn)重大突破——“十五”863計(jì)劃機(jī)器人技術(shù)主題近期成果簡介[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2003年01期

4 ;質(zhì)疑“仿人機(jī)器人”[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2003年03期

5 李艷杰,徐繼寧,王侃;仿人機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及其腰關(guān)節(jié)的作用[J];沈陽工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2004年01期

6 鐘華,吳鎮(zhèn)煒,卜春光;仿人機(jī)器人系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2005年S1期

7 李允明;;國外仿人機(jī)器人發(fā)展概況[J];機(jī)器人;2005年06期

8 李艷杰,趙鐵軍,談大龍,吳鎮(zhèn)煒,鐘華;仿人機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及其腰部機(jī)構(gòu)研究[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2005年04期

9 ;仿人機(jī)器人開辟應(yīng)用新領(lǐng)域[J];伺服控制;2005年05期

10 ;仿人機(jī)器人系統(tǒng)[J];科學(xué);2006年03期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鐘華;吳鎮(zhèn)煒;卜春光;;仿人機(jī)器人系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[A];第三屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

2 李國進(jìn);易丐;;仿人機(jī)器人的一種雙向動(dòng)力學(xué)建模方法[A];中南六�。▍^(qū)）自動(dòng)化學(xué)會(huì)第二十九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

3 趙鐵軍;趙明揚(yáng);;仿人機(jī)器人柔性腰部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[A];制造業(yè)與未來中國——2002年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

4 于爽;張永德;;一種仿人機(jī)器人面部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[A];2002年黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

5 李艷杰;鐘華;吳鎮(zhèn)煒;李斌;;仿人機(jī)器人腰機(jī)構(gòu)控制及分析實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究[A];第二屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

6 王少鋒;王崴;張進(jìn)華;洪軍;;基于生物力學(xué)特性仿人機(jī)器人的研究[A];全國先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨第七屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

7 王申江;郭祖華;;仿人機(jī)器人下蹲動(dòng)作的最優(yōu)控制[A];北京力學(xué)會(huì)第20屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

8 ;一種仿人機(jī)器人面部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(英文)[A];2002年黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

9 龔海里;李斌;張國偉;王聰;鄭懷兵;;仿人機(jī)器人伺服靈巧手臂模塊化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第十二屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

10 周珂;馮帥;孫增圻;華芳;徐正光;;仿人機(jī)器人步態(tài)模型的抗干擾分析[A];2007年足球機(jī)器人大會(huì)論文集[C];2007年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報(bào)記者 李凝;讓“仿人機(jī)器人”走出實(shí)驗(yàn)室[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

2 本報(bào)記者付毅飛;仿人機(jī)器人能亮相奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)嗎？[N];科技日?qǐng)?bào);2003年

3 記者 李凝;仿人機(jī)器人會(huì)打太極拳[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

4 國防科技大學(xué) 潘獻(xiàn)飛 譚紅力;仿人機(jī)器人新新“人類”[N];計(jì)算機(jī)世界;2002年

5 史曉波;仿人機(jī)器人能打太極拳[N];科技日?qǐng)?bào);2002年

6 記者 李江濤;仿人機(jī)器人“匯童”首次亮相[N];人民日?qǐng)?bào);2005年

7 吉星　本報(bào)記者 郭俊峰;首屆仿人機(jī)器人“奧運(yùn)會(huì)”開幕[N];黑龍江日?qǐng)?bào);2010年

8 記者 付毅飛 劉恕 李凝;我國仿人機(jī)器人竟是“武林高手”[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

9 記者 汪永安;仿人機(jī)器人“智能腳”研制獲突破[N];安徽日?qǐng)?bào);2012年

10 ;當(dāng)夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)[N];經(jīng)濟(jì)參考報(bào);2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張大松;仿人機(jī)器人快速動(dòng)態(tài)作業(yè)平衡算法研究[D];浙江大學(xué);2014年

2 馬淦;仿人機(jī)器人表情與身體動(dòng)作的人機(jī)友好交互研究[D];北京理工大學(xué);2015年

3 李敬;仿人機(jī)器人乒乓球擊打運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與穩(wěn)定控制[D];北京理工大學(xué);2015年

4 李春光;仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與蜂擁控制研究[D];江南大學(xué);2015年

5 張彤;仿人機(jī)器人步行控制及路徑規(guī)劃方法研究[D];華南理工大學(xué);2010年

6 湯卿;仿人機(jī)器人設(shè)計(jì)及步行控制方法[D];浙江大學(xué);2009年

7 杜鑫峰;基于視覺識(shí)別的仿人機(jī)器人足跡點(diǎn)規(guī)劃研究[D];浙江大學(xué);2011年

8 甘志剛;仿人機(jī)器人數(shù)字仿真與虛擬示教關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2009年

9 王毅;基于仿人機(jī)器人的人機(jī)交互與合作研究[D];北京科技大學(xué);2015年

10 孫逸超;仿人機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與姿態(tài)控制方法[D];浙江大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李耀;仿人機(jī)器人傳感檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2010年

2 譚海東;仿人機(jī)器人行走系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];長春工業(yè)大學(xué);2015年

3 佘浩田;抗沖擊和過載保護(hù)的仿人機(jī)器人手臂設(shè)計(jì)[D];北京理工大學(xué);2015年

4 盧云雷;Nao仿人機(jī)器人站立狀態(tài)平衡控制研究[D];東北大學(xué);2013年

5 孫曉英;基于氣動(dòng)人工肌肉的仿人機(jī)器人設(shè)計(jì)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

6 趙磊;仿人機(jī)器人上身運(yùn)動(dòng)規(guī)劃及人機(jī)交互研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

7 鄭雪林;基于視覺伺服的仿人機(jī)器人智能抓取技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2013年

8 蔣龍威;基于NAO的仿人機(jī)器人行走控制研究[D];東北大學(xué);2013年

9 薛建;基于CMA-ES算法的足球仿人機(jī)器人步態(tài)研究與實(shí)現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

10 張文;仿人機(jī)器人斜面行走的步態(tài)規(guī)劃[D];北京理工大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：減小仿人機(jī)器人后摔傷害的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：305235