人形机器人标准化白皮书(2024版)通常设计为一个自由度,以确保机械臂能够进行精确的弯曲与伸展, 腕关节通常设计为二自由度或三自由度的球铰,用于末端姿态调节。 这些自由度配置赋予机械臂与人类手臂类似的运动特性,能够完成复 杂的操作任务。通过对人类手臂的构型研究与运动学仿真优化,进一 步提高仿人机械臂的工作空间与灵活度。其中腕关节的球铰设计要求 末端同时具备俯仰和侧摆能力,传统串联关节难以实现。通过新型的 线性执行器与并联机构的组合,能够更好地分配负载,降低惯性和反 考生物足功能开发仿生 足也是提高机器人运动能力常见的解决方法。基于执行器的选择与布 置,腿足结构设计与加工技术对人形机器人的运动能力、稳定性和效 率起着关键作用。早期的大框架、大重量设计经过运动学、动力学分 析和拓扑优化等技术的改进,现已成为可在保证腿足强度的同时达到 轻量化与可靠性的平衡设计。同时,利用增材制造技术融合多材料多 工艺方法构建复杂的机械框架也提高了腿足的灵活性,兼顾强度、惯 动器等硬件设备精确调节电机的运转,实现关节的精准动作,主要采 42 用运动学分析与建模、动力学分析与建模和控制算法。全身控制是协 调多个关节之间的运动关系,进行运动规划和轨迹生成。比如在人形 机器人行走时,全身控制要规划好腿部各关节以及胯部、腰部等相关 关节的配合,生成从起始姿态到目标姿态的连续运动轨迹,使得行走 动作自然流畅且符合运动学和动力学规律。模型控制更多地从机器人 整体行为和任务角度出发,基于感知到的环境信息以及预设的任务需0 积分 | 93 页 | 3.74 MB | 5 月前3
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