1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，从60年代初问世以来，经历五十多年的发展已取得长足的进步，机器人在人类生活中发挥着越来越重要的作用。例如智能机器人在农业、医学、航天、甚至军事上的应用，智能机器人的出现将会解放很大一部分的劳动力，使得人们可以更好的完成既定的工作，完成人无法完成的高风险的任务。在医学上可以做更加复杂的医疗手术，更好的医治病患，以最大限度的减小手术带来的不良反应。 尤其以nao机器人为代表的双足机器人，具有更加灵活、更加拟人的优点，可以代替人类完成一些危险的工作。

然而，双足机器人的一切活动都是基于机器人本身能够保持平衡，可以应对不同的地表环境保持站立稳定的前提而言的。双足机器人的步行系统是一个内在不稳定的系统，其动力学结构十分复杂，具有多变性，强耦合和非线性等特点，并且其脚掌相比于其身高更是很小，使其本身为一个不稳定的系统。此外，机器人在工作的同时，难免受到外界的干扰，例如外界的碰撞，地表的高低不平或者障碍物。所以，研讨如何保持机器人的平衡就显得尤其重要了。本文在前人研究的基础上，对保持站立静止的机器人施加不同方向，不同大小的外力，研究踝关节策略是如何保持机器人平衡的。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

nao机器人是一款人工智能机器人，在学术领域世界范围内有着广泛的运用。踝关节策略是一种常见的平衡控制方法，在nao机器人的步态控制和扰动平衡中具有重要的研究意义。本课题要完成的目标是基于踝关节策略的nao机器人平衡控制方法的研究与实现，即借助nao机器人平台，对机器人施加不同方向、不同大小的干扰力，研究踝关节策略，通过力矩控制是如何保持机器人平衡的。主要完成的内容有：

（1）对nao机器人进行数据采集。

3. 研究计划与安排

（1）第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。

（2）第4－5周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译，熟悉相关工具软件的使用。

（3）第6－7周：分析确定nao机器人的稳定判据，掌握机器人的动力学分析方法。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] fei wang, yu liu, jian liu, shuying zhao. the stepping balance control strategy for humanoid robot based on capture point theory[c]. industrial electronics and applications. ieee, 2015:1426-1431.journal of biomedical engineering, 2016.

[2] alcaraz-jim, nez j j, herrero-p, et al. robust feedback control of zmp-based gait for the humanoid robot nao[j]. international journal of robotics research, 2013, 32(9-10):1074-1088.

[3] ghassemi p, masouleh m t, kalhor a. push recovery for nao humanoid robot[c]. second rsi/ism international conference on robotics and mechatronics. 2014:035-040.