仿人机器人开发指南

1　绪论

1.1　机器人的历史　2

1.2　仿人机器人的历史　4

1.3　世界各国的机器人产业动向　8

2　仿人机器人运动学

2.1　齐次坐标变换　11

2.2　利用DH方法为仿人机器人建模　17

2.2.1　DH（Denavit-Hartenberg）方法　17

2.2.2　向仿人机器人应用DH参数法　22

2.3　利用投影法为仿人机器人建模　40

2.3.1　投影法（Projection-Based Method）　40

2.3.2　向仿人机器人应用投影法　42

3　仿人机器人动力学

3.1　动力学　54

3.1.1　角速度（angular velocity）和线速度（linear velocity）　54

3.1.2　齐次变换时的线速度计算　60

3.1.3　利用DH方法计算仿人机器人连杆的线速度与加速度　64

3.1.4　利用投影法计算仿人机器人关节坐标的二次微分式　71

3.2　仿人机器人的关节扭矩　74

3.2.1　扭矩　74

3.2.2　关节扭矩计算方法　76

3.3　零力矩点（ZMP）　89

3.3.1　利用DH方法计算ZMP　91

3.3.2　利用投影法计算ZMP　96

4　Bioloid

4.1　Bioloid套装　104

4.2　RoboPlus　113

4.3　嵌入式C　119

4.4　为Bioloid生成动作　133

4.4.1　硬件端口分布图　133

4.4.2　Bioloid运行示例　137

5　为仿人机器人生成动作

5.1　仿人机器人的关节角关系式　150

5.2　利用*优算法生成电机轨迹　160

5.2.1　*优算法　160

5.2.2　为关节电机生成旋转角轨迹　166

5.2.3　关节轨迹的*优变量　171

5.3　双足行走　175

5.3.1　步行准备姿势优化　178

5.3.2　为双足行走优化关节角度轨迹　186

5.4　原地转向　203

5.5　前踢　219

5.6　利用嵌入式C实现Bioloid双足行走　223