二足機器人之動態平衡分析

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：147

、訪客IP：3.22.249.158

姓名

邱志偉(Jr-wei Chiou) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

二足機器人之動態平衡分析
(Dynamically Stable Walking Analysis for Biped Robots)

相關論文

★ 新型扭力測量器之設計與製作	★ 動態模糊系統最佳化響應與穩定性之控制
★ 結構系統動態行為之系統建模與識別	★ 滑動模式控制在追蹤問題的應用方法改良
★ 加速電子秤讀取之硬體設計與系統鑑別	★ 數位訊號處理器於磁浮系統控制之應用
★ 移動載重在無限長樑上對地表振動之影響	★ CNC系統不連續NURBS曲線之處理
★ 非線性振動系統之動態分析及系統判別	★ CNC切削工具機使用Mastercam系統後對於2-D平面加工流程之影響與分析
★ 六腳機械載具之設計與動態分析	★ 球面機構應用於機器手臂的動態分析
★ 四足步行機器人之設計與動態分析	★ 二足機器人之模糊邏輯ZMP產生器及IC設計
★ 二足機器人之動態步行軌跡分析	★ 引擎可變汽門機構動態模擬分析

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

一般求解二足機器人軀幹補償技術是假設軀幹高度為常數，但這個假設會導致求解有不小的誤差，故本文提出新的求解方式來降低求解的誤差，且進一步設計一個八連桿二足機器人，利用MSC.VisualNastran 4D與Matlab結合做即時平衡控制，並探討幾個可變因子對軀幹補償技術的影響，包括：步行週期、軀幹質量、跨距及抬腳高度，以期提供相關領域人員發展建立二足機器人的資訊。結果顯示，新的求解方式可以讓實際ZMP更接近預設ZMP，且也成功得到各個可變因子對軀幹補償技術所造成的影響。

摘要(英)

Traditionally, the control method of biped walking compensated by the trunk motion assumed that the trunk height is constant. But this is an unrealistic assumption. This thesis proposed to remove the constraint and used MSC.VisualNastran 4D and Matlab to discuss the feasibility and the effect on variable factors of trunk compensation. The variable factors include motion period, trunk weight, step length and step height. The results of simulation show that the new solution method can make the actual ZMP closer to the desired ZMP, and successfully obtain the influence on each variable factors of trunk compensation.

關鍵字(中)

★ 軀幹補償
★ 零力矩點
★ 二足機器人

關鍵字(英)

★ Trunk Compensation
★ Zero Moment Point
★ Biped robot

論文目次

中文摘要 I
ABSTRACT II
目次 III
圖目錄 VI
第1章緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 研究動機與目的 4
1.4 本文架構 5
第2章二足機器人之模型架構與運動學 6
2.1 二足步行機器人之模型假設與定義 6
2.2 下肢之直接運動學（DIRECT KINEMATICS） 8
2.3 下肢之反向運動學（INVERSE KINEMATICS） 9
第3章運動軌跡規劃 14
3.1 三次多項式曲線 14
3.2 指數型速度-時間曲線 16
3.3 擺線輪廓曲線 21
3.4 軌跡規劃之比較 23
第4章 ZMP與軀幹補償之探討 25
4.1 零力矩點ZMP（ZERO MOMENT POINT） 25
4.1.1 穩定動態步行之條件 26
4.1.2 ZMP之公式推導 27
4.2 動態步行之軀幹補償技術探討 29
4.2.1 傳統上軀幹補償之求法 30
4.2.2 改良式軀幹補償之求法 31
4.2.3 傳統與改良方法比較 32
第5章應用特性之模擬結果與討論 35
5.1 軀幹補償技術之可行性探討 35
5.2 跨步週期對軀幹補償技術的影響 46
5.3 軀幹質量對軀幹補償技術的影響 53
5.4 跨距對軀幹補償技術的影響 56
5.5 抬腳高度對軀幹補償技術的影響 62
第6章結論與未來展望 69
6.1 結論 69
6.2 未來展望 70
參考文獻 72

參考文獻

[1]Erbatur, K., Okazaki, A. Obiya, K. and Kawamura, A.¸A study on the Zero Moment Point Measurement for Biped Walking Robots., 7th International Workshop on Advanced Motion Control, pp.431-436, 2002
[2]Hirai, K., Hirose, M., Haikawa, Y., and Takenaka, T., The Development of Honda Humanoid Robot., IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 1321-1326, 1998
[3]Kim, J.G., Noh, K., and Park, K., Human-Like Dynamic Walking for a Biped Robot Using Genetic Algorithm., ICES 2001, LNCS 2210, pp. 159-170, 2001
[4]Li, Q., Takanishi, A., and Kato, I., Learning Control of Compensative Trunk Motion for Biped Walking Robot based on ZMP Stability Criterion., Proceedings of the 1992 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 597-603, 1992
[5]Lim, H., Setiawan, S., and Takanishi, A., Balance and Impedance Control for Biped Humanoid Robot Locomotion., Proceedings of the 2001 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 494-499, 2001
[6]Lim, H., Yamamoto, Y., and Takanishi, A., Stabilization Control for Biped Follow Walking, Advanced Robotic, Vol.16, No.4, pp.361-380, 2002
[7]Lum, H.K., Zribi, M., and Soh, Y.C., Planning and Control of a Biped Robot”International Journal of Engineering Science, Vol.37, pp.1319-1349, 1999
[8]Napoleon, Nakaura, S., and Sampel, M., Balance Control Analysis of Humanoid Robot based on ZMP Feedback Control., Proceedings of the 2002 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 2437-2442, 2002
[9]Park, J.H., Fuzzy-Logic Zero-Moment-Point Trajectory Generation for Reduced Trunk Motions of Biped Robots, Fuzzy Sets and Systems, Vol.134, pp.189-203, 2003
[10]Park, J.H., and Chung, H., Hybrid Control for Biped Robots Using Impedance Control and Computed-Torque Control, Proceedings of the 1999 International Conference on Robotic and Automation, pp. 1365-1370, 1999
[11]Park, J.H., and Chung, H., ZMP Compensation by On-Line Trajectory Generation for Biped Robots, Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics,Vol.4, pp.960 – 965, 1999
[12]Sugano. S., Huang. Q., and Kato, I., Stability Criteria in Controlling Mobile Robotic Systems, Proceedings of the 1993 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 832-838, 1993
[13]Sugihara, T., Nakamura, Y., and Inoue, H., Realtime Humanoid Motion Generation through ZMP Manipulation based on Inverted Pendulum Control, Proceedings of the 2002 International Conference on Robotics and Automation, pp. 1404-1409, 2002
[14]Takanishi, A., Tochizawa, M., Karaki, H., and Kato, I., Dynamic Biped Walking Stabilized with Optimal Trunk and Waist Motion, IEEE/RSJ International Workshop on Intelligent Robots and Systems, pp.187-192, 1989
[15]Vukobratović, M., Frank, A., and Juričić, D., On the Stability of Biped Locomotion, IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering, Vol.BME-17, No.1, pp.25-36., 1970
[16]Yamaguchi, J., and Takanishi, A., Development of a Leg Part of a Humanoid Robot－Development of a Biped Walking Robot Adapting to the Humans’ Normal Living Floor, Autonomous Robots, Vol.43, pp.69-385, 1997
[17]Yamaguchi, J., Takanishi, A., and Kato, I., Development of a Biped Walking Robot Compensating for Three-Axis Moment by Trunk Motion, Proceedings of the 1993 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 561-566, 1993
[18]李文猶，七連桿二足步行機器人BR2之製作，碩士論文，臺灣科技大學電機工程技術研究所，臺北，1998
[19]紀捷聰，二足步行機器人的設計製作與控制，博士論文，臺灣科技大學電機工程研究所，臺北，2001
[20]陳澄峰，二足機器人行走模式之研究，碩士論文，大葉大學機械工程研究所，彰化，2002
[21]賴信成，雙足步行機器人之步姿運動規劃及控制，碩士論文，大葉大學機械工程研究所，彰化，2003
[22]鐘潤上，五連桿二足機器人於平面步行之運動控制，碩士論文，臺灣工業技術學院電機工程研究所，臺北，1997
[23]吳駖MATLAB 6.X與基礎自動控制，文魁資訊股份有限公司，臺北，2002
[24]William J. P.著，呂明和等譯，MATLAB 6在工程上的應用－MATLAB 6.5 Update，美商麥格羅．希爾國際股份有限公司臺北分公司，臺北，2003
[25] Faith D.等著，林文源譯，機器人的進化－人工智慧與機器人學的新世紀，商周出版，臺北，2002
[26]洪維恩，數學魔法師Maple 6（增修版），碁峰資訊股份有限公司，臺北，2001
[27]張智星，MATLAB程式設計與應用，清蔚科技股份有限公司出版事業部，新竹，2000
[28]黃錦煌等，機構模擬，全華科技圖書股份有限公司，臺北，2002
[29] Vukobratović, M.著，趙平譯步行機器人與人工腳，臺隆書店，臺北，1983

指導教授

張江南(Chiang-Nan Chang)

審核日期

2004-6-24

推文