B3　／　以 MATLAB 和 Simulink 進行雙足機器人之步態規劃與實驗前動態模擬驗證

陳敬宜,盧兆慶,陳均聖 ,王紹帆游崴舜,,林沛群 國立台灣大學 機械工程學系仿生機器人實驗室

本文主要是透過Matlab軟體的演算、資料處理能力來撰寫程式設計運動軌跡，規畫出使機器人穩定運動的步行及轉彎模式。在機器人的動力學上，引進了零矩合點（Zero-Moment Point, ZMP）的概念，確立了運動時能使機器人穩定的條件。並將機器人模型簡化成倒單擺模型，加上適當的線性化和簡化假設，用力學平衡推導出運動時機器人的質心軌跡方程式，。在機器人步行及轉彎動作上，將一個完整的運動區分成數個動作階段，每個階段依據其階段特性用不同的動力學方程式推導出質心軌跡和腳掌軌跡，並透過逆運動學求出馬達轉角軌跡。最後求出在此馬達轉角軌跡下的ZMP軌跡，並確認是否符合平衡條件。得到馬達轉角軌跡後，使用Matlab軟體及順運動學反算出機構在空間中的位置，並在Matlab中進行動作模擬，確認機器人運動時機構的幾何正確性，再使用Matlab的Simulink模組和Adams軟體連結，在Adams環境中進行動力學上的模擬，觀察加入重力影響後機器人是否還能平穩的運動，最後透過實驗來驗證整個步行及轉彎軌跡產生的有效性。