基于DH方法和拉格朗日方程的步行机器人动态建模与分析

"这篇论文主要探讨了步行机器人的动态建模与分析，采用了零力矩点（ZMP）方法来稳定机器人工作，并利用Denavit-Hartenberg（D-H）方法建立了机器人的运动学模型，进一步基于拉格朗日方法构建了动力学模型。通过Adams软件进行了机器人系统的动力学仿真，验证了模型的有效性。" 本文是工程技术领域的一篇论文，作者为ZHUANG Yu-feng, LIU Dong-qiang和WANG Jun-guang，发表在2014年2月的《中国邮电大学学报》上。研究的核心内容是关于步行机器人的动态建模与分析。 首先，论文提出了一种步行机器人模型，其中关键的稳定机制是零力矩点（Zero-Moment Point, ZMP）。ZMP是机器人平衡控制中的一个重要概念，它表示在地面接触点处，机器人重心产生的垂直力分量与地面反作用力之间的力矩为零的点。通过调节ZMP的位置，可以确保机器人在行走过程中的稳定性。 接着，作者应用了Denavit-Hartenberg（D-H）参数法来建立机器人的运动学模型。D-H方法是一种常用的方法，用于描述多关节机械臂的运动学关系，它通过一系列变换矩阵来确定关节变量与末端执行器位置之间的关系，从而帮助理解机器人的运动行为。 随后，论文使用拉格朗日力学方法构建了机器人的动力学模型。拉格朗日方程是从能量角度出发描述系统动力学的一种方法，通过动能和势能的差值来推导出系统的运动方程，简化了对复杂系统的动力学分析。 为了验证所建立的动力学模型的正确性，论文进行了基于Adams软件的机器人系统动力学仿真。Adams是一款强大的多体动力学仿真工具，能够模拟机械系统的运动，包括关节角度、角速度和角加速度等参数。通过计算左踝关节的驱动力矩并与仿真结果对比，证明了动力学模型的准确性。 关键词包括：步行机器人、D-H方法、动态建模、拉格朗日方法和Adams仿真。这些关键词表明，论文涵盖了从机器人运动学和动力学到仿真验证的关键技术。 总结来说，这篇论文深入研究了步行机器人在运动控制方面的理论与实践，为后续的机器人设计和控制策略提供了有价值的参考。通过ZMP稳定控制、D-H运动学建模和拉格朗日动力学建模，以及Adams仿真验证，论文为机器人领域的研究提供了全面而细致的分析。