淺談二足步行機械人

淺談二足步行機械人
有三個輪或以上的輪式機械人,即使質量分佈不平衡,移動時也不易傾倒。然而,人形機械人(Humanoid robot)只以兩條腿部機構來運動,且重心較輪型機械人高。於移動時重心的轉變較輪型機械人產生較大的搖晃,影響機械人的平衡。那麼研究員是如何設計出步行穩定的人型機械人呢?人形機械人可謂由二足機械人(僅下肢)與上身的軀體和雙臂結合而成。所以在發展如人類自由行走的人形機械人前,得先解決二足步行機械人的平衡與步行控制,本章就來談談這是如何實現吧!
 
建構二足機械人的技術
二足機械人由事前規劃至實現穩步行,主要牽涉數學模型的建立、 正向運動學、 逆向運動學和步行相關理論四大範疇,以下就來逐一介紹。

數學模型的建立
任何會運動的機構都需要建立其數學模型,機械人也不例外。以圖A而言,為具十二個關節的雙足步行機械人數學模型,並定義其連桿名稱和編號。圖中圓柱體皆為旋轉肘,代表人的關節。而每個關節都附有一個促動器,因此透過促動器驅使關節產生角度(旋轉角度)的變化,連帶使連桿產生運動,將可控制機械人的運動。
 

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