越障机器人
前言
1:背景及意义：
2010年11月19日新西兰南岛西岸派克河煤矿发生爆炸，爆炸后井下毒气弥漫、状况复杂，导致井下29人下落不明，事故发生76
小时候，救援人员仍然无法下井开展营救工作。目前救援人员已经开始着手派遣三部机器人进行井下环境探测和井下救援工作。
煤炭资源是目前经济发展和社会进步的主要能源之一，全球能源紧张局势的加剧和经济高速发展的迫切需要，对煤炭的需求量也保持快速增长。但中国煤矿的采掘大部分是井下开采，不安全因素很多，瓦斯爆炸和火灾等灾害事故频繁发生。灾害事故危害严重，伤害人员多，中断时间长损坏井巷工程或生产设备。然而一旦发生煤矿事故，井下环境异常凶险，抢险人员一般难以在第1时间进入，往往在井上等待很长时间，事故专家和决策者也由于缺少信息无法及时做出判断和决策的救灾方式只能根据事故的类型确定救灾的方案，一般救护人员无法进入危险区域，只能通过提升绞车、移动式风车等设备清除垃圾,向井下通风，然后再搜救遇险矿工。这种方式危险性大，伤亡人数多，救灾周期长，往往效率低。众所周知煤矿灾害事故发生后存在突发性，灾难性，破坏性等特点抢险救灾的时效性极强，救灾良机稍纵即逝，必须时刻掌握灾区环境条件，制定救灾对策和措施。所以我们必须借助科技手段，在短时间内侦探出井下的环境状况。这样机器
人将有必要应用到煤矿救灾领域。
矿井瓦斯爆炸发生后,因受高温、烟雾、有害气体和缺氧等影响,以及存在发生二次灾害的可能,救护人员无法知道能否进入或无法直接进入灾害现场执行营救任务,而且上述事故中的伤亡人员有相当一部分是救护人员[24]。2009年2月22日，河北省张家口市涿鹿县巩山镇巩山磷矿井下发生炮烟中毒事故，1人死亡。在抢救过程中，2名救援人员重伤，送医院抢救无效死亡。共造成3人死亡。2009年6月30日9时左右，新疆吐鲁番地区鄯善县地湖煤矿发生瓦斯爆炸事故，当班井下共6人，发生事故后矿方组织10人入井自救，在随后的抢救过程中，又发生第二次爆炸。共造成3人死亡、3人下落不明，8人受伤。2009年11月21日2时30分，黑龙江省龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，共造成108人遇难。2010年6月21日凌晨1时40分左右，河南平顶山市卫东区兴东二矿发生井下火药爆炸事故，事故导致46人遇难。由此可见,为了使矿井救灾工作顺利开展,减少矿井灾害造成的人员伤亡,迫切需要研发进入矿井灾害现场进行环境探测的井下环境探测机器人,这对煤矿安全生产,建立特种危险环境下的工业救灾体系具有十分重要的意义[17][22]。2:国外研究应用情况
目前国外机器人技术发展迅速且日益成熟，并已经开始进入实用化阶段，其中以日本和美国为代表。日本研制蛇形机器人，能够穿越狭窄空间，能够在高低不平的废墟上前进，其头部装有一部摄像头，身体
各关节都装有传感器其中包括压力传感器，主要用于地震和恐怖袭击后的探测和救援工作[3][4]。由Remotec公司制造的V2煤矿救援机器人,高约113 m,重约540 kg,并进行了整体防爆设计。安装有导航和监控摄像机、照明设备、气体传感器和一个机械臂,具有夜视能力和两路语音通讯功能。可在1 500 m以外的安全位置远程遥控,使用光纤通讯传送矿井环境信息,操纵者能够看到实时视频信息和易燃的有毒气体的浓度。V2机器人曾在美国Sago煤矿瓦斯爆炸事故的处理中得到应用[11]。InuKtun公司研制了机器人MicroVGTV，机身可变位，采用电缆控制，含有直视的彩色摄像头，并带有微型话筒和扬声器，可穿越困难地形以向被困者发出双路音频，可用于与压在废墟中的幸存者通话，适用于在小的孔洞和空间中执行任务[5]。由日本东京电子信息大学研制的HANZO机器人，克服了传统轮系越障高度不能高于其轮径的缺点，具有自动变臂功能。该机器人采用无线控制，具有五种变臂模式，能够较强适应复杂环境，该系统采用PID调节，相比传统机器人它有更高的自由度和较强的越障能力（图4展示了其变臂的过程）[15]。由日本研制的轮腿混合机器人能够实现轮径可变以增强其越障功能，克服了传统轮腿模式的瓶颈，同时具有轮系和腿系运动结构的优点，能够应用于更加复杂的地面环境，增强了其应用范围，并且可以在其结构上安装一些传感器以应用于搜索和救灾领域[16]
图1.蛇形机器人图2. V2机器人
图3. MicroVGTV机器人
图4.HANZO机器人及其变臂过程
图5.轮腿混合机器人及其轮腿变化过程
3:国内研究应用情况
由山东省科学院自动化研究所、沈阳新松机器人自动化有限公司和山东省煤炭工业局，历经3年时间研制成功的我国首台具有生命探测功能的井下探测救援机器人“急先锋”，机器人具有井下防爆抗水、生命探测和协助救援、环境监测及环境参数实时探测、无光线搜救、数据信号传输等功能，可以在第一时间到达井下事故现场，可代替抢险救援人员抢先一步进入５００米范围内的事故现场进行探测救援。机器人可将采集到的各种信息以图像、声音和数据形式传送到主控制中心，为制定抢险救灾方案、及时进行抢险救援提供重要依据和支持（图6）[22]。“智能型联合救灾机器人”是中国矿业大学杨勇、孙健铨、孙伟等5位在校学生，利用1年多的时间自行研制出来的，它集先进的机械、电子、信息、控制工程等技术于一身，巧妙的将多种机器人进行组合，用于搜索探测幸存者、清理灾害现场、勘探化学品泄漏、检测井下环境等多种领域，具有体积小、成本低、可控性强等特
点（图7）。中国矿业大学可靠性工程与救灾机器人研究所于2006 年6 月成功研制了我国第1 台用于煤矿救援的CUMT- 1 型矿井搜救机器人, 该机器人装备有低照度摄像机、气体传感器和温度计等设备。能够探测灾害环境, 实时传回灾区的瓦斯、CO、粉尘浓度和温度以及高分辨现场图像等信息; 具有双向语音对讲功能, 能够使救灾指挥人员与受害者进行快速联络, 指挥受伤人员选择最佳的逃生路线; 具有无线网络通讯功能; 同时还携带有食品、水、药品、救护工具等救助物资, 使受害者能够积极开展自救（图8）[18]。由中国农业大学研制的仿地形车辆，针对现有的车辆在崎岖的丘陵山区作业时出现的地面适应性差，车轮易打滑，附着力不足等问题，根据路况较差的特殊的工作环境，采用底盘多自由度大变形的方法，研制出具有8轮驱动全地形仿形车辆，该车辆采用地面仿形原理，底盘具有5个自由度，在崎岖地形行驶能够根据地形变化而变形，实时适应地形环境。该全地形车能够保证车轮与地面附着力，克服一般车辆地形适应性差，车轮易打滑等问题很好的解决了越障问题（图9）[27]。由北京航空航天大学研制的一种车轮直径可变的月球探测车,由装在轮毂内的电机驱动车轮收缩和张开,车轮直径变化范围为200~390 mm。月球探测车的车轮直径可以依据所通过的路面状况由车载系统控制张开或收缩,具有机构紧凑、越障能力强和地形适应性好等特点（图11）[28]。由北京航空航天大学大学研制模块化的可重组履带机构，目的在于解决履带机器人的通用性、地形适应性、便携和微小化问题,得到一个几者之间兼顾的最佳解决方案.模块化履带机构的运动性较为稳定其中
三节稳定性最好,而且比较灵活,越障能力也较强,控制协调也较简单,因此具有较强的实用性(图10)[29]。
图6.“急先锋”机器人图7. 联合救灾机器人
图8.CUMT-1 机器图9.仿地形车辆
图10.模块化可重组履带机构
图11.可变直径轮月球车
4本课题的研究内容和工作[10][12]
机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表，是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，因此它的发展与众多学科发展密切相关。井下环境探
测机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统[18]，因此该环境探测机器人设计依据井下环境的特殊性主要分为以下几部分：
1越障机构:环境探测机器人除了应该具有轻小灵便外还要实现较好的越障功能[21]。机器人的行走机构需要达到井下的越障指标。目前常见几种越障机构：无肢运动(以蛇形机器人为主) 、轮式、腿式、轮腿式和履带式等。蛇形机器人具有运动稳定性好、适应地形能力强和牵引力大等特点，但其自由度多，控制困难且速度低；轮式机器人具有结构简单、重量轻、轮式滚动摩擦阻力小和机械效率高等特点，但越过壕沟、台阶的能力差；腿式机器人具有适应地形能力强的特点，能越过大的壕沟和台阶，其缺点是速度慢；“轮-腿式”机器人融合腿式机构的地形适应能力和轮式机构的高速高效性能，其缺点是结构相对复杂；履带式机器人地形适应能力强，动载荷小，设计紧凑，但越障和跨越壕沟的能力也有待提高[23]。
2智能控制系统[25][26]:机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合[30]。该环境探测机器人要能够实现导航、避障、最优路径搜索、定位以及井下地图的绘制等
[7][13][14]
。其控制都是基于传感器的感知环境和状态，以实现各自控制功能[32]。
3传感器网和摄像装置：其性能要求能够实时探测巷道中甲烷、一氧化碳、氧气浓度，实时探测出巷道的温度、湿度、风向，并且能够保
证在零照度下高质量的现场影像的采集，同时还应具有喊话装置（能够稳定受困人员的情绪）。机器人必须在配有数量众多的不同类型的传感器以满足探测和数据采集的需要，此时我们必须实现多传感器信息融合处理，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾,利用信息互补,降低不确定性，以形成对系统环境相对完整一致的感知描述，从而提高智能系统决策、规划的科学性、反应的快速性、正确性、容错性、降低其决策风险,如果对各传感器采集的信息进行单独、孤立地处理不仅会导致信息处理工作量的增加，而且割断了各传感器信息间的内在联系，丢失了信息经有机组合后可能蕴含的有关环境特征，造成信息资源的浪费[6][31]。
4通讯[9]:具有现场环境信息数据实时通讯和一定的影像信息传输能力，有效通讯距离不小于 1 km。采用有线和无线通讯方式。在保证一定的传输数度为前提下克服井下通讯距离短、通讯信号容易被吸收和干扰的特点[1]。目前无线传输介质主要是红外线和电磁波，红外线容易受到障碍物的影响，电磁波的远距离传输和避障方面都是良好的。5防爆设计[20]：其机体的设计不仅要满足一般恶劣环境的要求（比如防水要求等[8]），同时也要满足井下应用的煤矿本质安全的要求[19]：
1.电气防爆要求
2.有线/无线电信号光信号波信号防爆要求
3.抗静电防爆要求
4抗摩擦和冲击火花的防爆要求
5运转温升的防爆要求
6蓄电池安全
参考文献：
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Mapping”
15.Naoji SHIROMA, Yu-huan CHIU, Zi MIN, Ichiro KAWABUCHI, University of
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16.Kenjiro TADAKUMA(Osaka Univ.),Riichiro TADAKUMA(Yamagata Univ.),Akira
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17.李允旺,葛世荣,朱华中国矿业大学机电工程学院, 江苏徐州“煤矿救灾机器人应
用探讨”
18.王勇,朱华,王永胜,程刚,李允旺中国矿业大学可靠性工程与救灾机器人研究所,江
苏徐州“煤矿救灾机器人研究现状及需要重点解决的技术问题”
19.李允旺,葛世荣,朱华,方海峰中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州“煤矿救灾机
器人隔爆壳体的设计与加工”
20.杨大明，王磊，陈杰，吴兆宏安标国家矿用产品安全标志中心，北京“煤矿救
灾机器人的基本安全性能要求”
21.王梁，李元宗，王铁，董志国太原理工大学机械工程学院“煤矿井下搜救探测
机器人结构设计”
22.朱华中国矿业大学,江苏徐州“矿井救灾机器人研究现状及需要重点解
决的技术问题”
23.刘大伟，黄凤丽，汤玉东*南京工程学院自动化学院“矿井环境探测与搜救机器
人系统研究#”
24.方海峰, 葛世荣, 李允旺中国矿业大学机电工程学院救援技术与装备研究所“具
有被动摆臂的四履带机器人越障性能分析”
25.童敏明, 陆生华, 杨礼现, 张闯, 冯英波中国矿业大学信息与电气工程学院,
“矿井救灾机器人的传感与避障系统”
26.张志超, 郑之增, 方海峰, 褚成成中国矿业大学可靠性与救灾机器人研究所“矿
井救灾机器人的导航定位研究”
27.王亚徐少兵苟亚凤秦衡李海涛中国农业大学工学院，北京“全地形仿形走车辆
的研究与试制”
28.孙刚,高峰,孙鹏北京航空航天大学汽车工程系,北京“可变直径轮月球探测车及
其越障能力分析*”
29.韩广,王田苗,梁建宏,赵建昌北京航空航天大学机器人研究所,北京“一种有效爬
越楼梯的模块化可重组履带结构”
30.韩晓微,邓丰,唐劲，沈阳大学信息工程学院,辽宁沈阳“移动机器人导航方式的
比较研究”
31.赵小川罗庆生韩宝玲北京理工大学宇航科学技术学院!北京!"""#!"$9北京理工
大学机械与车辆工程学院!北京“机器人多传感器信息融合研究综述”
32.刘满禄，张华，王姮，胡天链西南科技大学机器人技术及应用四川省重点实验室，
四川绵阳“基于模糊控制器的移动机器人导航”
机器人实训总结
机器人实训总结 学院： 专业班级： 姓名学号： 指导教师： 2013年7月
为期一周的机器人实训转眼就过去了，个人认为这是我上大学以来参加的最有意思的一次课程设计了，在实训期间，同学们亲自动手组装机器人小车并通过修改调试程序使自己的小车完成要求的任务，将平时学习的C语言和单片机知识运用到了实际操作中，极大地调动了我们学习的积极性并提高了动手能力，是我们受益匪浅！ 任务一：组装小车并完成基本调试 实训第一天我们的主要任务便是将实训机器人小车按要求组装好，这看似简单的任务是极其需要耐心与细致的，每一个螺丝都要拧紧，每一个电子元件都要安装于指定位置，特别要注意左右轮的接线，如果反接将会使小车反向运行。经过半小时的摸索，我们的小车终于成形，但当给它录入一个前行程序时，小车竟然莫名其妙的在原地打转，我们仔细查阅了实训指导书，才发现问题所在，原来，每一个新组装的机器人都需要进行调零检测才能保证其运行的准确，调零程序如下： #include
仿人型机器人
什么是仿人形机器人 2000年11月29日，中央电视台《新闻联播》报道：我国首台类人型机器人研制成功。11月30日，全国各大报都在显著位置发表了这一消息。许多人问：何为仿人型机器人？仿人型机器人的问世标志了什么？世界及中国仿人型机器人发展到什么水平？ 从前面几篇可以看出，大多数的机器人并不像人，有的甚至没有一点人的模样，这一点使很多机器人爱好者大失所望，很多人问为什么科学家不研制像人一样的机器人呢？其实，科学家和爱好者的心情是一样的，一直致力于研制出有人类外观特征、可模拟人类行走与其基本操作功能的机器人。 由于仿人型机器人集机、电、材料、计算机、传感器、控制技术等多门学科于一体，是一个国家高科技实力和发展水平的重要标志，因此，世界发达国家都不惜投入巨资进行开发研究。日、美、英等国都在研制仿人形机器人方面做了大量的工作，并已取得突破性的进展。日本本田公司于1997年10月推出了仿人形机器人P3，美国麻省理工学院研制出了仿人形机器人科戈（COG），德国和澳洲共同研制出了装有52个汽缸，身高2米、体重150公斤的大型机器人。本田公司最新开发的新型机器人“阿西莫”，身高120厘米，体重43公斤，它的走路方式更加接近人。我国也在这方面作了很多工作，国防科技大学、哈尔滨工业大学研制出了双足步行机器人，北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、北京科技大学研制出了多指灵巧手等。 精彩有趣的机器人足球赛 现在机器人足球比赛已成为一种时尚运动，很多国家都有了自己的机器人足球比赛。在世界上比较有影响的赛事主要有两个，一个是由国际机器人足球联合会（FIRA）组织的微机器人世界杯Mirosot，另一个是由国际人工智能协会组织的机器人世界杯 RoboCup。
仿人型机器人设计说明书
目录 1前言 (1) 1.1仿人机器人的概念........................................................ 错误!未定义书签。 1.2课题来源 (1) 1.3技术要求 (1) 1.4国内外研究现状及发展状况[] 2........................................ 错误!未定义书签。 1.4.1 国内研究现状 (1) 1.4.2 国外研究现状 (2) 1.4.3 发展趋势 (3) 1.5本课题要解决的主要问题及解决方案 (4) 2 总体方案设计 (6) 2.1仿人机器人臂手部结构的确定 (6) 2.2仿人机器人上身尺寸的确定 (6) 2.3结构的设计 (6) 2.4仿人机器人自由度的确定 (6) 2.5电机的选择 (7) 3 机器人驱动装置的设计 (8) 3.1 肩部步进电机的选择 (9) 3.2 肘部步进电机的选择 (9) 3.3 腕部及头部电机选择 (10) 4.仿人机器人机械传动件的设计 (11) 4.1齿轮的设计 (11) 4.1.1 肩部齿轮的设计与校核 .............................................. 错误!未定义书签。 4.1.2 肘腕部齿轮设计 (13) 4.1.3 头部齿轮的设计 (14) 4.2轴的设计与计算 (15) 4.2.1 轴的结构设计........................................................... 错误!未定义书签。 4.2.2 轴的强度计算 (16) 5. 仿人型机器人连接板的设计及校核 (21) 5.1肩部连接板的设计与校核 (21) 5.2电机支撑板的设计与校核 (22) 6. 仿人型机器人三维造型及运动仿真 (23) 6.1仿人型机器人三维造型 (23) 6.2仿人型机器人运动仿真 (24) 6.3仿人型机器人舞蹈运动分析 (24) 6.4仿人机器人重力分析 (25) 7 结论 (26) 参考文献 (27) 致谢 (29) 附录 (30)
机器人技术报告
《机器人技术》课程项目智能涂胶避障装配多功能机器人 姓名：尤振民、李明 胡强强、布贺宁 指导教师：姚建涛、李艳文、刘宝华 2014年10月
智能涂胶避障装配多功能机器人 摘要 机器人技术是一个集环境感知、轨迹规划、机械手应用等功能于一体的机电一体化系统。它是集中了计算机、机构学、传感技术、电子技术、人工智能及自动控制等多科而形成的高新技术。本次课程设计的装配机器人智能小车就是这种高新技术综合体的一种尝试。装配机器人智能小车主要由机械系统，环境识别系统，运动控制系统及机械臂控制系统组成。小车以单片机为核心，附以外围电路，采用光电检测器进行检测故障和循迹，并用软件控制小车及机械臂的运动，从而实现小车的自动行驶、转弯、寻迹检测、避障、停止及装配等功能的智能控制系统。 机器人技术基础系统地介绍了机器人的基础理论和关键技术。主要内容包括：机器人的机构、位姿描述和齐次变换、操作臂运动学、操作臂的雅可比、操作臂动力学、轨迹规划、操作臂的控制、机器人语言和离线编程等。本书反映了机器人在规划、控制和编程方面近期所取得的成果。此外，书中还附有习题和编程练习。 主要的项目分工情况如下：尤振民：机械手三维图形的制作及动画仿真 李明：资料收集，机械手臂编程及调试 胡强强：机械手臂的尺寸设计，轨迹规划 布贺宁：机械手臂方案论证，项目报告，PPT a)比赛场地
目录 1前言 ....................................... 2设计方案的确定.............................. 3参数确定 ................................... 3.1机械手臂的设计...................................................... 3.2 位移分析................................. 3.3 机械手爪设计......................................................... 4工作空间分析................................ 4.1 运动学正解............................................................. 4.2 运动学反解............................................................. 5速度分析 ................................... 6轨迹规划 ................................... 7项目总结 ................................... 8心得体会 ................................... 9参考文献 ...................................
机器人社团总结
小学机器人社团总结报告 2017年9月~2018年1月2017年9月到2018年1月，机器人社团之编程社团教学工作悄然结束。一学期的学习过程中，同学和老师一起积极参与，收获颇丰。现从课程目标、课程内容、课程实施情况、课程实施成果等几个方面整理总结如下。 1.课程目标 1）知识：学习scratch编程软件，认识了程序积木、说xxx、移动到坐标、等待、重复执行、切换造型、侦测等等。 2）技能：提高学生的对作品的分析能力，逻辑思维，对作品的鉴赏能力。培养学生的整体意识和对作品的自我调试和修改的能力。 3）情感：增加学生对编程这一领域的兴趣 2.课程内容 课程内容分为：认识积木、使用积木、制作小游戏、制作小动画、综合运用五类 社团教学时间短、课时少。但是教学过程中，按照体系化思路，努力建立认识、分析、运用的课程体系。在课程体系下，制作各种作品，为以后的机器人学习打下坚实的基础。 具体内容如下：
3.课程实施情况 课程内容能按照预期安排正常进行，在课堂上引导学生观察、思考、分析、制作，通过不断的尝试思考将自己的作品完善化。 4.课程实施成果 1.学生成长 社团成员为四年级同学，经过1学期机器人社团学习，参与的同学们初步认识了scratch中各种积木，使用不同的积木能够达到什么效果，将程序积木排列组合起来做出一个完整的作品。通过不断的尝试、思考锻炼学生的逻辑思维能力。 1.1基本科学素养 通过编程教学，同学们对什么编程有了一个初步的认识，为以后学习机器人打下编程的基础。 1.2机器人综合知识 编程作为综合学科，涉及到语文、数学、等各方面知识。通过制作不同的作品，对编程有了新的认识，同时也提高了学生的综合素质 如同学，你好！中认识了说xxx的积木，控制角色说话。在说话的同时要面
仿人形机器人的设计
赛伯乐人形机器人：第一部分- 设计 伊斯梅特·灿德德，穆罕默德·萨利姆·纳赛尔，蒋树声叶Tosunoglu萨布里佛 罗里达国际大学 机械工程学院 西弗拉格勒街10555 迈阿密，佛罗里达州33174 305-348-6841 cdede00阿2@https://www.360docs.net/doc/fe1198993.html, 摘要 创造类人型机器人的目的是设计一个可以完成人类复杂动作,具有自主决策功能,能够帮助人类，甚至完成人类无法完成的任务的机器人。建立类人型机器人一直吸引了世界各地的科学家，虽然目的看似简单,但这是一个艰巨的任务。在这篇文章中,我们将呈现一种命名为赛伯乐的仿人机器人的概念,像双足动物一样行走,然后切换到四足的运动模式。第一部分的主要内容是,理想的系统标准,设计方案和最终设计选定以及通过运动学的分析得到仿人机器人的模拟方案。 关键字：仿人形机器人，赛伯乐机器人，双足，四足 1.引言 构建人形机器人的目的是简单地设计一个可以完成人类复杂运动和能够真诚地帮助人类的机器人。尽管其目的简单,但是要完成这个任务相当困难。例如前本田工程师实现了他们梦想建立一个进的仿人机器人，花了超过18年的时间，在这段时间里他们不断的学习，探究和实验，也走了不少的弯路。[1] 行走过程分为两个主要部分即静态和动态步行。静态步行人形机器人包括完整的移动身体的齿轮的基地脚区域，与此同时其他脚抬起并前进。这种机器人是从运动学角度（轨迹，或位移控制）来设计和控制的，结果是有相当大的脚以一个缓慢的速度行走。一个静态步行双足足动物,如本田P3的人形机器人,“不移动很像人并且能量效率低下。它移动与nonpendular外观相似，本田2000机器人在行走时需要大约2kw功率，他需要的功率是同样大小人类的肌肉工作功率的20倍[1]。动态稳定性需要快速行走和多样的地形。在行走时重心不在支撑腿区域内时，机器人在下一个动态平衡区域时就会失衡。 被动动态步行可增加到三分之一组不同类型的步行过程。无动力玩具士兵或企鹅早在一个世纪前就已经发明，它们可以沿着缓坡行走而没有任何电机的控制。通过对它们的腿和胳膊的长度和大众的仔细选择，这些玩具在行走时保持平衡而消耗很少的能量（来自重力）。这种模型以一种固定的方式行走,但他们的结构很简单。使用这个作为起点,可以添加更多的自由度,可以添加驱动和控制实现更加流畅的运动。 研究的目的是趋向于设计简单且能够实现更多功能。为此，我们选择了一个静态步行具有能力从两足改变到四足模式运动，以下部分提供一段到目前为止人形机器人研究历程。最后，介绍了最终设计理念的选择过程，最终设计的详细解释和提出离了初步的步态定义。 2、仿人机器人的发展历程 机器人的研究与应用在过去的三十年有了明显提高，机器人开始用于工业主要在装配生产线上。当他们发展得更智能的时候，在人们的日常生活中与人们的相互作用不断提高。 仿人机器人研究加速使得机器人智力水平的增加成为人类日常生活的一部分。以下阐述了机器人从简单的机械发展到动作形态都像人的类人型机器人的历程[2]。 古希腊的工程师ctesibus 让器官和水中与移动数字结合起来。 1774年瑞士发明家彼埃尔和Henri-louis jacquet-droz创造一些最复杂的机器人，他们的自动抄写员研制成功。这个栩栩如生的男孩可以画写任何长达40个字符的消息。一个女性的机器人演奏钢琴又是他们的另一重大发明之一。 1801约瑟提花发明了一种用打孔卡操作的纺织机器，这台机器被称为一个可编程纺织
机器人项目研究报告
机器人项目研究报 告
机器人项目研究报告 ●当前全球机器人市场主要以工业机器人为主,占市场份额的80%。未来服务机器人的行业规模或将超过工业机器人,成为新蓝海。 ●预计 ~ 全球服务机器人市场规模累计将达亿元,复合增速将达到22%,中国市场增速远高于全球增速。以清洁机器人为例,”双十一”期间,国内扫地机器人公司科沃斯实现全网销售3.15亿元,其中在天猫商城销售达2.76亿元。这让我们看到了服务机器人在终端消费需求的爆发力。 ●中国的机器人密度仅为30,远低于世界平均水平的62,而世界最高的韩国达到437。工信部工业装备司副司长王卫明曾透露,国家的相关产业规划到2020年中国工业机器人的产业体系要具备3至5家具有国际竞争力的企业,8至10个产业配套集群,机器人密度达到100以上。从30到100对应的是3倍以上市场规模的增长。 ●机器人将迎来政策密集落地期,制造强国战略对机器人产业是长期利好。 机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台机器人以来,机器人技术及其产品发展
很快,已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。 广泛采用机器人,不但可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改进劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 机器人能干的工作也已经从搬运、码垛、焊接等生产活动,到读报、陪护、弱交流等生活活动,再到排雷、战斗等军事活动,渗透到了人类的方方面面。随着需求范围的扩大,机器人结构和形态的发展呈现多样化。高端机器人具有明显的仿生和智能特征,其性能不断提高,功能不断扩展和完善,各种机器人系统逐步向具有更高智能方向演进。 当前机器人主要分为:工业机器人和服务机器人两大类。工业机器人细分为焊接机器人、搬运机器人、装配机器人、处理机器人、喷涂机器人五大类,服务机器人细分为个人、家用机器人、专业服务机器人。
最新机器人活动室总结
机器人活动室总结 机器人科技活动是我中心在去年引进的一个“新”项目，筹备建立机器人工作室的过程中，在领导大力支持下，一共购买了4套机器人标准套餐，经过种种努力，一个初具规模的机器人活动室宣告建成。经过两个学期的活动实践，极大的方便了机器人的科技教学和活动，增添了学生的活动兴趣和求知欲望。现总结如下： 一、教师队伍建设 学校立足发展，把教师队伍建设放在第一位，每年有固定资金的投入，派老师参加机器人培训。通过学习了解了些其他学校开展活动的形式和内容,有不少可以我们借鉴的地方。 首先,已经开展了机器人活动的学校基本都是各地,地区重点学校或者是实验学校,条件比较好。有专门的人员负责该活动,活动在全校广大学生中选人。条件好的学校建立了专门的机器人活动中心(也就是机器人实验室),硬件条件好,各学
校机器人数量从7,8多台到20多台不等,甚至开课的学校达到30多台机器人用于教学,有专门的电脑室和机器人改装室和比赛场地等几个专门的活动室。 其次活动形式,基本上大部分学校是选拔部分动手能力强。灵活,聪明编程基础比较好的学生参加。 第三活动经费和比赛安排,每年机器人项目都因为有新的想法,思路,新的比赛规则和项目都要涉及到新的设备零件的添加,还有就是机器人维修,所以基本上学校每年都有固定资金的投入,负责活动的老师也从1-3人不等,一有机会就去参加比赛至少去观摩。 二、完善学生辅导机制 在本学年的工作中, 我们继续面向全体学生，以培养学生创造能力和动手实验能力为主要目标，主要开展了“机器人知识”、“简易机器人制作”、“普及型机器人制作”、“普及型智能机器人制作”、“智能机器人的改装与编程”、“舞蹈与灭火机器人”等多现活动内容。一部分喜爱机器人活动的学生加入到活动室，学生们定期参加学习和训练。 在兴趣小组活动中，我们经常利用实验室的器材给学生
中国机器人产业发展报告(2018年)
中国机器人产业发展报告（2018年） 2018-08-24 18:18 中国机器人产业发展报告 2018年 目录 第一章全球机器人产业发展趋势及特征. 一、全球整体市场仍在快速增长，服务机器人迎来发展黄金时代 （一）工业机器人：销量稳步增长，亚洲市场依然最具潜力 （二）服务机器人：新一代人工智能兴起，行业迎来快速发展新机遇 （三）特种机器人：新兴应用持续涌现，各国政府相继展开战略布局 二、轻型化、柔性化、智能化趋势明显，实践应用场景持续拓展 （一）工业机器人：轻型化、柔性化发展提速，人机协作不断走向深入 （二）服务机器人：认知智能取得一定进展，产业化进程持续加速 （三）特种机器人：结合感知技术与仿生等新型材料，智能性和适应性不断增强三、企业愈加注重产品形态创新，网络化与智能化布局齐头并进 （一）工业机器人：工业互联网成布局重点，智能工厂解决方案加速落地 （二）服务机器人：无人车获科技龙头高度关注，仿人机器人再度迎来发展机遇（三）特种机器人：灾后救援机器人研制成热点，采矿机器人开始向深海空间拓展 第二章我国机器人产业发展趋势及特征 一、我国机器人市场需求潜力巨大，工业与服务领域颇具成长空间 （一）工业机器人：市场规模持续增长，关节型搬运机器人占比较高 （二）服务机器人：需求潜力巨大，家用市场引领行业快速发展 （三）特种机器人：应用场景范围扩展，市场进入蓄势待发的重要时期 二、关键技术突破与多元化应用取得积极进展，部分领域已达到国际领先
（一）工业机器人：国产化进程再度提速，应用领域向更多细分行业快速拓展（二）服务机器人：智能技术比肩欧美，初创企业大量涌现 （三）特种机器人：部分关键核心技术取得突破，无人机、水下机器人等领域形成规模化产品 三、自主研发与投资并购双轮驱动，行业龙头加速布局机器人生态系统 （一）工业机器人：用户企业向上游延伸，海外扩张步伐进一步加速 （二）服务机器人：生态系统构建加速，企业瞄准智能生活领域 （三）特种机器人：多点突破实现行业领先，龙头企业着手布局无人机生态系统第三章我国各区域机器人产业发展水平 一、长三角地区：产业链布局优势仍较为显著 （一）产业规模效益 （二）产业结构水平 （三）产业创新能力 （四）产业集聚情况 （五）产业发展环境 二、珠三角地区：产业发展效益全国领先 （一）产业规模效益 （二）产业结构水平 （三）产业创新能力 （四）产业集聚情况 （五）产业发展环境 三、京津冀地区：区域协同助推产业智能化发展 （一）产业规模效益
人形机器人设计与制作实验报告
人形机器人的设计与制作结课报告 姓名：钟乐乐 指导老师：罗忠文 班级：040131 学号：20131003495
一．人形机器人简介 人形机器人：又称仿人机器人，是具有人形的机器人。现代的人形机器人一种智能化机器人，例如ROBOT·X人形机器人，在机器的各活动关节配置有多达17个伺服器，具有17个自由度，特显灵活，更能完成诸如手臂后摆90度的高难度动作。它还配以设计优良的控制系统，通过自身智能编程软件便能自动地完成整套动作。人形机器人可以随音乐起舞、行走、起卧、武术表演、翻跟斗等杂技以及各种奥运竞赛动作。人形机器人集机、电、材料、计算机、传感器、控制技术等多门学科于一体，是一个国家高科技实力和发展水平的重要标志，因此，世界发达国家都不惜投入巨资进行开发研究。日、美英等国都在研制仿人形机器人方面做了大量的工作，并已取得突破性的进展。中国的机器人事业也正处于蒸蒸日上的时期。 二．人形机器人的硬件组成 1. 图片数量 16 （ 部）
2 16 （ 部） 14 （ 部） 1 2 2 1 直条型支架
若干 142 87 32 87 15 2.材料的选用： SERVO到底采用什么，看到底预算到哪里，当然，品质越好的SERVO功能就越好，这部分使用普通有耳朵的SERVO（如下图左）原因是—便宜，但这样会牺牲重量，有两边耳朵的SERVO需要比较多的零件来固定，相对来讲重量会比较重；使用没耳朵的SERVO（如下图右），固定所需的零件会明显比较少，重量会比较轻，很多表现会比较好，但相对这种SERVO的价格都明显比较高，如何取舍就看的实际状况来决定了。
仿人机器人
仿人机器人 仿人形机器人是机器人以其外观等,在此基础上,人体的互动,让made-for-human工具或环境。在一般仿人机器人的头部有一个躯干,两臂和两条腿,虽然有些形式的仿人机器人可以模型只身体的一部份,例如,腰部以上。一些仿人机器人也许还有一个'面子',用“眼睛”和“口”。机器人是机器人,从美学的角度,就像一个人类建造的。 介绍 TOSY的TOPIO,仿人形机器人,可以打乒乓球。[1] 仿人形机器人是一个机器人,因为它可以适应它环境的改变或本身并继续达到它的目标。这是最主要的区别和其他种类的人形机器人。在此背景下,一些仿人形机器人的能力方面,其中可能包括: (如充电?自我维持自身) 自主学习(了解或?获得了新的能力,没有外界援助的基础上,调整战略环境和适应新环境,新情况) 避免有害的情况下人们0.9%,财产,本身 互动?安全人类和环境 像其他机械的机器人,人形参阅以下基本元件,工作太:感觉和计划和控制。因为他们尽量的模拟人类的结构和行为,他们是仿人机器人的自主系统,通常是复杂多其他种类的机器人。
这影响到所有的机器尺度复杂性(机械、空间、时间、功率密度、系统和计算复杂性),但这也较明显的在功率密度和系统复杂性鳞片。首先,目前多数的人形不够结实的话甚至跳,这一切发生的时候,因为功率/重量比,不如在人体内。动态平衡德克斯特能跳,但是差到目前为止。另一方面,有很好的算法人形建设几个方面,但它是非常困难的,合并所有成一个有效率的系统(该系统技术的计算复杂性高)。如今,这些是主要的困难,仿人机器人的发展要处理。 仿人机器人的设置是为了模仿一些相同的体力劳动和脑力劳动,人类经历日报。科学家和专家来自许多不同的领域,包括工程,认知科学,语言和语言学结合他们的努力创造一个机器人为类人是不可能的。他们的创造者的目标是:有一天机器人将能够彼此都清楚人类智力,原因和表现得像人类。如果机器人都有能力这样做,他们最终可能工作在凝聚力和人类创造出一个更有生产力及高质量的未来。另一个重要的好处是理解的发展,机器人的人体生物、心理过程,从看似简单的行为的概念走到意识和灵性。 目前有两种方法来创建一个机器人。第一个模型机器人像一套刚性连接,互联的关节。这种结构是一个类似,可以发现,在工业机器人。虽然这种方法用于大部分的仿人机器人的出现,一个新开展的研究工作,在一些使用在生物力学中获取的知识。在此一,仿人形机器人的底线是很相似的人类骨骼。 目的
机器人实训报告
一、机器人擂台赛 1、实训目的 机器人擂台赛的目的在于促进智能机器人技术（尤其是自主识别、自主决策技术）的普及。参赛队需要在规则范围内以各自组装或者自制的自主机器人互相搏击，并争取在比赛中获胜，以对抗性竞技的形式来推动相关机器人技术在大学生、青少年中的普及与发展。可以用自己设计的机器人来参加擂台赛，同时掌握这个环节所展现出来的机器人技术。 机器人擂台赛未来的发展目标是：比赛中，两个使用双腿自主行走的仿人形机器人互相搏击并将对方打倒或者打下擂台。? 2、实训要求 在指定的大小擂台上有双方机器人。?双方机器人模拟中国古代擂台搏击的规则，互相击打或者推挤。如果一方机器人整体离开擂台区域或者不能再继续行动，则另一方获胜。机器人大小要求长、宽、高分别不能超过30cm、30cm、40cm 。 比赛场地大小为长、宽分别为是 2400?mm的台，台上表面即为擂台场地。有黑色的胶布围成。?比赛开始后，?围栏内区域不得有任何障碍物或人。? 3、比赛规则分析? 我们需要吃透比赛规则，然后才能在比赛规则允许的范围内，尽量让我们的机器人具有 别人不具有的优势。对上述的比赛规则分析得到以下几个重点：? 3、1需要确保自己不掉下擂台
需要有传感器进行擂台边沿的检测，当发现机器人已经靠近边沿立刻转弯或者掉头。擂 台和地面存在比较大的高度差，我们通过测距传感器很容易发现这个高度落差，从而判断出 擂台的边沿。如图所示，在机器人上安装一个测距传感器，斜向下测量地面和机器人的 距离，机器人到达擂台边沿时，传感器的测量值会突然间变得很大。由于红外测距传感器使 用方便，并且“创意之星”控制器可以接入最多 8 个红外测距传感器，我们可以将它作为首选方案。? 擂台地面时有灰度变化的，我们可以在机器人腹部安装一些灰度传感器，来判读机器人 覆盖区域的灰度变化，从而判读机器人相对场地的方向。可以通过整体灰度值来判读机器人 的位置是不是靠近边沿，如果机器人靠近边沿就转弯后者后退。? 3、2需要及时的发现敌方 这里我们使用红外接近开关作为寻找敌方的方案并不算优秀，红外接近开关的有效测量范围是 20cm，20cm 之外的物体是察觉不到的。我们可以改成红外测距传感器，它的有效测量范围是 10‐80cm，比较适合我们当前的使用场合。? 3、3需要迅速的推动敌方，将敌方退下擂台 我们可以想象，两只斗牛相互推挤，赢的一定是力气比较大的一方。?
机器人课程设计报告
机器人课程设计报 告
智能机器人课程设计 总结报告 姓名： 组员： 指导老师: 时间:
一、课程设计设计目的 了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论，并应用于实践。经过学习，具体掌握智能机器人的控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。 基本要求：要求设计一个能走迷宫(迷宫为立体迷宫)的机器人。要求设计机器人的行走机构，控制系统、传感器类型的选择及排列布局。要有走迷宫的策略（软件流程图）。对于走迷宫小车控制系统设计主要有几个方面：控制电路设计，传感器选择以及安放位置设计，程序设计 二、总体方案 2.1 机器人的寻路算法选择 将迷宫看成一个m*n的网络，机器人经过传感器反馈的信息感知迷宫的形状，并将各个节点的与周围节点的联通性信息存储于存储器中，再根据已经构建好的地图搜索离开迷宫的路径。这里可选择回溯算法。对每个网格从左到右，每个网格具有4个方向，分别定义。并规定机器人行进过程中不停探测前方是否有障碍物，同时探测时按左侧规则，进入新网格后优先探测当前方向的左侧方向。探测过程中记录每个网格的四个方向上的状态：通路、不通或未知，探测得到不同状态后记记录，同时记录当前网
格的四个方向是否已被探测过。若某网格四个方向全部探测过则利用标志位表示该网格已访问。为了寻找到从起点到终点的最佳路径，记录当前网格在四个方向上的邻接网格序号，由此最后可在机器人已探测过的网格中利用Dijkstra算法找到最佳路径。并为计算方便，记录网格所在迷宫中行号、列号。并机器人探索过程中设置一个回溯网格栈记录机器人经过的迷宫网格序号及方向，此方向是从一个迷宫网格到下一个迷宫网格经过的方向。设置一个方向队列记录机器人在某网格内探测方向的顺序。设置一个回溯路径数组记录需要回溯时从回溯起点到回溯终点的迷宫网格序号及方向。 考虑到迷宫比较简单，且主要为纵横方向的直线，可采用让小车在路口始终左转或者始终右转的方法走迷宫，也就是让小车沿迷宫的边沿走。这样最终也能走出迷宫。本次课程设计采用此方法。即控制策略为机器人左侧有缺口时，向左进入缺口，当机器人前方有障碍是，向右旋转180°，其余情况保持前进。 2.2 传感器的选择 由于需要检测机器人左侧和前方是否有通路，采用红外传感器对机器人行进方向和左侧进行感知。红外避障传感器是依据红外线的反射来工作的。当遇到障碍物时，发出的红外线被反射面反射回来，被传感器接收到，信号输出引脚就会给出低电平提示信号。本机器人系统的红外避障信号采用直接检测的方式进行，直接读取引脚电平。传感器感应障碍物的距离阈值能够经过调节
机器人发展现状及未来趋势
机器人发展现状及未来趋势
一、机器人现状及国内外发展趋势 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： 1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便 于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年 的10．3万美元降至97年的6．5万美元。 2．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服 电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块 用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品 问市。 3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且 采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维 修性。 4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等 传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传 感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配 置技术在产品化系统中已有成熟应用。 5．虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于 过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中 的感觉来操纵机器人。
6．当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。 7．机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一探索开拓其实际应用的领域。我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可
仿真机器人教案
第一课：教学机器人概述 教学目标： 1.了解机器人的概念。 2.了解机器人的分类和用途。 3.培养对机器人的浓厚兴趣。 教学重点： 培养对机器人的浓厚兴趣。 教学难点： 了解机器人的概念。 教学准备： 机器人仿真环境软件。 教学过程： 一、问题导入 同学们，你们队机器人感兴趣吗？你们队机器人了解多少？ 二、了解机器人 1.讲授机器人概念 机器人是一种可编程的多功能智能操作机，或是为了执行不同的任务而具有电脑控制功能、可编程实现动作的专门系统。它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。一般由
执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。 2.通过图片让同学们了解各种机器人 民用机器人 娱乐用机器人 军事用机器人
科研机器人 三、练习巩固 和同学们一块通过网络了解更多的关于机器人比赛的信息 四、布置作业 设计一个自己想象中的机器人，画图并用文字说明自己的机器人有什么功能和特点。
第二课：教学机器人和仿真机器人教学 教学目标： 了解教学机器人的概况。 了解能力风暴教学机器人的身体结构。 了解和应用能力风暴教学机器人的仿真教学环境。 教学重点： 了解和应用能力风暴教学机器人的仿真教学环境。 教学难点： 了解能力风暴教学机器人的身体结构。 教学准备： 机器人仿真环境软件。 教学过程： 一、问题导入 我们没有购买到机器人怎么办？我们怎么才能够通过其他渠道学习和了解机器人。 二、通过网络展示教学机器人概况 随着人工智能技术、计算机技术等相关技术的发展，对智能机器人的研究越来越多。在教育领域，许多学校已在学生中开设了机器人学方面的有关课程或开设了兴趣实践小组。为了满足这些需要，人们专门研制出来了各种适合于教学用的机器人。
基于ADAMS的仿人机器人行走仿真
常熟理工学院学报（自然科学）Journal of Changshu Institute Technology （Natural Sciences ）第26卷第4Vol.26No.42012年4月Apr.,2012 收稿日期：2012-02-28 作者简介：肖乐（1981—），女，江苏苏州人，讲师，硕士，研究方向：机器人，智能控制. 常晋义（1955—），男，山西忻州人，教授，研究方向：决策支持系统. 殷晨波（1963—），男，江苏无锡人，教授，博导，研究方向：机器人技术、先进制造技术，车辆动力学. 基于ADAMS 的仿人机器人行走仿真 肖乐1，常晋义1，殷晨波2 （1.常熟理工学院计算机科学与工程学院，江苏常熟215500； 2.南京工业大学机械与动力工程学院，南京210009） 摘要：采用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS 进行建模和动力学仿真，提供机器人三维 实体模型、运动学和动力学模型以及动画仿真.采用控制系统专业软件Matlab 进行机器人控制系统设计，提供控制关节目标轨迹、稳定控制算法并输出驱动力矩.通过ADAMS/Controls 接口模块建立起Matlab 与ADAMS 之间的数据接口.联合仿真方法为实现仿人机器人在线控制奠定了基础. 关键词：仿人机器人；虚拟样机；行走稳定性；联合仿真 中图分类号：TP24文献标识码：A 文章编号：1008-2794（2012）04-0073-06 由于仿人机器人研制的复杂性，有必要在物理样机制造之前先建立一个虚拟样机系统，在虚拟环境中模拟机器人双足行走的状态，通过模型计算出各个关节的驱动力矩、ZMP 点的变化轨迹等，并对设计方案进行优化，提高物理样机研制成功的概率[1-4].为了准确地建立仿人机器人的虚拟样机模型，发挥各类专业软件的优势，本文采用ADAMS 软件进行建模和动力学仿真，并在Matlab 中建立控制系统，Matlab 将机器人关节力矩控制指令传送给ADAMS ，ADAMS 将通过建立虚拟位置传感器将关节角实时反馈给Matlab ，实现联合仿真.1ADAMS 虚拟样机建模 ADAMS （Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System ）是世界上应用最广泛的机械系统动力学仿真分析软件[5-6].它由几十个模块组成，其中最主要的模块为ADAMS/View 用户界面模块和ADAMS/Solver 求解器，通过这两个模块可以对大部分的系统进行仿真分析.ADAMS/View 提供一个直接面向用户的基本操作环境，包括样机的建模和各种建模工具、样机模型数据的输入与编辑、与求解器和后处理等程序的自动连接、虚拟样机分析参数的设置、各种数据的输入和输出、同其他应用程序的接口等.ADAMS/Solver 是求解机械系统运动和动力学问题的程序.完成样机分析的准备工作以后，ADAMS/View 自动调用ADAMS/Solver 模块，求解样机模型的静力学、运动学、或动力学问题，完成仿真分析以后再自动地返回ADAMS/View 操作界面. 在ADAMS 中建立的仿人机器人虚拟样机模型及基本组成部件与主要关节如图1所示，其简化条件为： ①腿和地面都是刚性的，不考虑其弹性特征；②忽略纵向平面和横向平面的动力学耦合；③足与地面有足够
哈工大研究生机器人技术报告DOC.doc
《机器人技术》大作业 （2015年秋季学期） 题目消防机器人发展与应用 姓名 学号 班级 专业机械设计制造及其自动化 报告提交日期2015.12.04 哈尔滨工业大学
内容及要求 1.以某种机器人(如搬运、焊接、喷漆、装配等工业机器人；服务机 器人；仿生鱼、蛇等仿生机器人；军用及其它机器人等)为例，撰写一篇大作业，题目自拟，以下内容仅作参考： 1) 机器人的机械结构设计(包括各部分名称、功能、传动等)； 2) 机器人的运动学及动力学分析； 3) 机器人的控制及轨迹规划； 4) 驱动及伺服系统设计； 5) 电气控制电路图及部分控制子程序。 2.题目自拟，拒绝雷同和抄袭； 3.参考文献不少于7篇，其中至少有2篇外文文献； 4.报告统一用该模板撰写，字数不少于5000字，上限不限； 5.正文为小四号宋体，1.25倍行距；图表规范，标注为五号宋体； 6.用A4纸单面打印；左侧装订，1枚钉； 7.提交打印稿及03版word电子文档，由班长收齐。 8.此页不得删除。 评语： 成绩（20分）：教师签名： 年月日
消防机器人发展与应用 一、我国消防机器人的市场需求 近年来，我国石油化工等行业有了飞速的发展和进步，生产过程中的易燃易爆和剧毒化学制品急剧增长，由于设备以及管理等方面的原因，导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸的事故隐患越来越多。一旦事故发生，假如没有有效的方法、装备及设施，救援人员将无法进入事故现场要冒然采取行动，往往只会造成无辜生命的牺牲出惨重代价，结果仍不能达到预期目的，这方面各地消防及救援部门已有许多次血的教训。深圳清水河大爆炸、南京金陵石化火灾、北京东方化工厂罐区火灾等事件发生后，全国各地要求配备消防机器人的呼声愈来愈高。尤其是在明确公安消防部队作为处置各类化学危险品泄漏事故的主力军之后，在我国消防部门配备消防机器人的问题就显得更为迫切了。 二、国外消防机器人发展现状 国际上较早开展消防机器人研究的是美国和苏联，稍后，英国、日本、法国、德国等国家也纷纷开始研究该类技术。目前已有很多种不同功能的消防机器人用于救灾现场。日本投入应用的消防机器人最多。80年代，日本研制了不少于5种型号的自动行驶灭火机器人，分别配备于大阪、东京、高石、太田、蒲田等消防部门，这类机器人以内燃机或电动机作为动力，配置驱动轮或履带式行驶机构，能爬坡、越障碍；装有较大喷射流量的消防枪炮，能作俯仰和左右回转；装有气体检测仪器和电视监视设备；通过电缆或无线控制，控制距离最大为100m。另一类机器人为侦察、抢险机器人，除装有气体检测仪器和电视监视器设备外，还装有机械手，能通过遥控处理危险物品。 美国已研制出能依靠感觉信息控制的救灾智能化机器人，如1994年用于探测阿拉斯加州斯拍活火山的“但丁2号”，抓获杀人犯的RM 1一9型遥控消防机器人等。亚利桑那州消防部门研制的消防机器人，装有破拆工具和消防水枪，能一边破拆，一边喷射灭火。 英国智能化保安公司生产的RO一VEH遥控消防车已装备于中部和西部消防部门，配置为履带式或轮式行驶机构，能爬楼梯，通过电缆供电或自携蓄电池供电。装有消防水炮、摄像机或热像仪。采用有线控制方式。1985年英国中西部消防部门和Firma SAS公司联合研制的机器人消防车，用HunterIII汽车改装而成，装有双臂、水枪、探测器(温度、化学物质、辐射等)、工业电视摄像机、红外线装置。机械手用来启闭阀门、搬移物品或开门等。 国际上对消防机器人的研究可分为三个阶段(三代)，第一代是程序控制消防
仿人形机器人
2011-2012德州仪器C2000及MCU创新设计大赛 项目报告 题目：仿人形机器人 学校：陕西科技大学 组别：本科组 应用类别：控制系统类 平台：C ortex-M 题目：本科组控制系统类陕西科技大学仿人形机器人 摘要（中英文） 伴随着嵌入式系统的应用领域不断发展，嵌入式智能机器人系统也逐渐成为了智能机器人领域研究的一个热点。 本项目使用TI公司基于ARM的lm3s1138单片机制作的仿人形机器人。机器人可以进行简单的仿人移动，同时又有视觉识别系统可对障碍进行识别最后对运动控制演示程序进行了编译。 As the unceasingly developing of the embedded system ，the embedded intelligent robot system has becoming a hot spot in domain of the research intelligent robot gradually . Our project uses TI companies` lm3s1138 microcontroller which based on the ARM to produced humanoid robot. This robot can do simple human-imitating move, and it has mechanized vision identification system which can distinguish barrier. At last the motion control demo program has been complied.