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雙足機器人是與人類最接近的一種機器人，其關鍵技術就是雙足步行，最大的特征就是能像人類一樣行走，可以完成人類基本的運動功能，盡管目前在仿人機器人領域已經取得了很大的成果，但相對于人類行走，怎樣提高在行走過程中步態的穩定性、靈活性、行走速度以及獨立性等仍然是個很大的挑戰。由于足部是在行走過程中唯一與地面直接接觸的機構，直接受到地面的反作用力，因此足部與地面的接觸情況以及緩解沖擊的重要性就顯而易見。本文主要針對雙足機器人仿生足部運動機構開展研究，主要工作如下：1、分析了雙足機器人足部關節研究的目的及意義，歸納了各種類型的足部機構的優缺點，綜述了國內外的研究，提出從仿生學的角度利用柔順機構學原理解決足部結構設計的可行性。2、結合解剖學、人體運動力學、仿生學和柔順機構學等相關知識，分析足部關節的結構及其各部分（骨骼、肌肉）的運動功能，通過對人體行走步態的研究，分析足部關節抗沖擊、減震、儲能等方面的結構特征，為仿生柔順節能足的進一步的研究提供了基礎依據。3、根據雙足機器人在行走過程中腳趾的運動特征，提出了腳趾與腳掌的連接方法。應用柔順機構原理，設計了三種不同的柔順機構模型。利用SolidWorksSimulation軟件中的非線性分析方法，對以上三種柔順機構進行了計算與優化，比較分析應力與位移大小。設計了一種適用于“腳跟著地，腳尖離地”行走步態的腳趾柔順鉸鏈，為以后的行走方式的改變提供了可能。4、從仿生學的角度出發，完成了仿生足單元的整體結構設計。根據路面狀況優化了腳趾結構和腳跟結構，使其對地面具有更好的適應性，同時，對腳跟沖擊吸收機構進行了分析和優化。由于避震器具有良好的沖擊吸收功能，在此采用了避震器與彈簧板相結合的機構。根據所確定的避震器參數，對彈簧板進行有限元分析。最后，完成了橡膠腳底層材料以及六維力力矩傳感器的選擇。
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