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對各種行走環(huán)境的較強適應能力是雙足步行的一個重要性能，這也是雙足機器人相對于輪式機器人的優(yōu)點之一。樓梯是人類生活環(huán)境中常見的行走環(huán)境，具有爬樓能力是雙足機器人應具有的基本功能。本文針對雙足機器人爬樓梯時的步態(tài)規(guī)劃問題作了以下幾方面研究工作： 首先，回顧了雙足機器人的發(fā)展歷史和研究現狀，并對目前主動型雙足機器人平地和爬樓梯的步態(tài)規(guī)劃方法分別進行總結，介紹了本文課題來源和主要研究內容。 其次，以人類的身體比例及結構特點為參照，對雙足機器人進行了結構設計，其中包括機械結構設計、驅動方式選擇和控制器選擇等幾方面。 再次，針對本文研究的雙足機器人模型提出了一種新的爬樓梯步態(tài)規(guī)劃方法。與傳統(tǒng)的規(guī)劃方法不同，該規(guī)劃方法采用變長倒立擺，分前向和側向兩個平面對雙足機器人行走時期的起步、穩(wěn)步和止步步態(tài)進行了規(guī)劃，并得出了各關節(jié)角的步態(tài)軌跡。 接著，使用動力學仿真軟件ADAMS和計算控制軟件MATLAB/Simulink聯合搭建了雙足機器人虛擬樣機仿真系統(tǒng)，并通過仿真系統(tǒng)驗證了爬樓梯步態(tài)規(guī)劃的合理性和有效性。 最后，以同時獲得較高的穩(wěn)定性和能量效率為優(yōu)化目標，使用遺傳算法對雙足機器人爬樓梯運動的關鍵參數 T（步行周期）進行了參數選擇，得出了比較理想的優(yōu)化效果。
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