足部结构对机器人行走性能影响的研究

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1、万方数据单位代码：!Q墨亘垒学号：2Qj!j!Q至Q!】垒密级：公珏分类号：I￡窒垒至冬肥工学大警HefeiUniversityofTechnology硕士学位论文MASTER'SDISSERTATIoN论文题目：足部结构挝扭墨厶征走性能髭响的研究碰竺l当目』塑l扛学位类别：堂历亟±专业名称：扭越盔!J造及墓自动丝作者姓名：奎』二鹏导师姓名：胡』!查教授完成时间：2Q!垒生鳢目万方数据合肥工业大学历硕士学位论文足部结构对机器人行走性能影响的研究作者姓名：奎d!鹏指导教师：胡41查数援学科专业：扭越鱼9造及墓自动化研究方向：左进盔!I造技丕及墓差毽技丕幽万方

2、数据ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterTheResearchontheInflunceofFootStructureonthePerformanceofRobotByLiXiaopengHefeiUniversityofTechnologyHefei，Anhui，P．R．China04，2014万方数据合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学学历硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名(工作单位、职称、姓名)识般弘痛亥最咋固彩详≥矿所列豁偿髟附灵公2穴告≯天导师：瑚小春赫乏辄地摊捣蕊舾鲰

3、船在耙泣、啦硼衔汹口贝委万方数据学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行独立研究工作所取得的成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金目巴工些态堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文成果做出贡献的个人和集体，本人已在论文中作了明确的说明，并表示谢意。学位论文中表达的观点纯属作者本人观点，与合肥工业大学无关。学位论文储签名摩士略签名日期：沙。7吵年≯月哆日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金胆王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，即：除

4、保密期内的涉密学位论文外，学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子光盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金壁王些太堂可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库，允许采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名／雪中彬告签名日期：≯吖垆年笋月眵日论文作者毕业去向工作单位：联系电话：通讯地址：E—111ai1：邮政编码：万方数据致谢两年半的研究生学习生涯即将结束，在论文完成之际，首先要感谢我的导师胡小春教授。论文从开题、论证到完成，都是在胡老师的精心指导和深切关怀下进行的。导师渊博的

5、知识、严谨的治学态度、忘我的工作精神、诚挚的处事态度，给我留下了深刻的印象，使我终生受益。在这两年半的学习和生活中，我的每一份收获都凝聚了导师的心血。正是在导师的精心指导下，我的论文才得以顺利完成，在此，我向胡老师表示最诚挚的谢意!另外，我要感谢机械与汽车工程学院的各位老师在学习上给予的指导。感谢课题组董亮、胡志星师兄、周福静师姐、代光辉、崔伟伟、赵宝、张晴晴、夏勤、许程鹏、杨飞飞、刘俊杰、陈洋、胡龙翔及师妹张丹丹在论文写作期间给予的帮助，另外同班同学付彬在我的课题当中也给予我必要帮助，在此表示感谢。我还要感谢我的家人，是他们给了我必要的物质支持和精神支持

6、，给予了我坚持不懈、努力奋斗的信心，愿他们一生平安!最后，向在百忙之中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心的感谢!作者：李小鹏2014年4月万方数据摘要本文根据仿生学理论，以双足步态作为研究对象，通过人体步态实验和建立机器人虚拟样机模型两种方法深入地对双足步态的运动学和动力学特性进行分析研究，探讨双足机器人行走性能与机器人足部结构的联系。文中首先设计了两种足部变形条件下的人体步态实验，一种是人体自然行走的步态实验，另一种是限制足部变形的人体步态实验。通过对两种足部变形条件下的人体实验数据进行计算和处理，获得人体一系列步态特征参数，从仿生学

7、和运动学角度分析研究了足部结构对机器人行走性能的影响：其次，以步态实验对象的身高与体重为基础，在ADAMS软件里面建立了两种足部结构的机器人几何模型，定义了模型的质量、转动惯量和约束，然后将步态实验所得人体上肢及下肢在矢状面内的角位移作为驱动施加在机器人模型上下肢关节上，并对机器人进行稳定性控制，得到满足动力学仿真分析的两种足部结构的机器人动力学模型；最后在ADMAS中设置合理的仿真参数，运用反向动力学方法对两种机器人模型进行步态仿真获得了机器人下肢关节的作用力和力矩曲线，通过分别对比和分析两种机器人力和力矩，验证了所采用的研究方法的可行性与准确性。步态实

8、验研究结果和动力学仿真分析表明：当机器人的足部被设计成一个刚体时，