仿人竞速机器人的设计
仿人竞速机器人的设计
摘要
随着智能控制技术与检测传感技术的飞速发展,智能机器人将在以后的工业生产和家庭生活中得到广泛应用,本系统相当于一个简单的智能机器人，是具有自动检测障碍物、黑白线和金属块的多功能智能小车。
本系统采用了A VR系列单片机中的Atmega 16作为智能小车的检测和控制核心。路面黑白线检测使用了反射式红外光电传感器，障碍物检测采用了超声波传感器，金属块的检测采用了金属接近开关。驱动采用的是直流电机，电机控制方式为对单片机I/O口进行扫描和单向PWM从而控制小车的转向和速度。基于这些完备而可靠的硬件设计，使用了一套独特的软件算法，并采用了AVR系列中的Atmega 16稳定高速的执行软件程序的特点，从而实现对小车的精确控制。
关键字： Atmega 16 超声波反射式红外光电检测传感器
Abstract
With the development of intelligent control technology and detect-sensor technology,intelligent robot will use broad in industry and family life. We can consider this system as a ordinary robot ,it is an abstract which has some functions of detecting barriers ,black and while runway and mental.
Based on the microcontroller Atmega 16.Reflecting-infrared sensors are applied to detect black lines,ultrasonic sensors are applied to detect barriers and mental approach switch sensor is applied to detect mental.By introducing PWM to the system,we are able to control motor revolving speed dynamically and precisely.And one of the most striking features of the design is its software algorithm which enables the car to run and detect accurately.
1 系统设计
1．1设计要求
设计一仿人机器人，能够实现以下功能：
（1）机器人能够自动检测到黑白跑道，并且沿着黑色跑道运行。
（3）机器人能够在运行过程中自动沿黑线跑弯道。
1．2总体设计方案
1．2．1设计思路
图1.2.1智能仿人机器人系统总体设计框图
整个系统可以分为传感器检测部分、控制器模块和电机驱动及LCD显示部分。传感器检测部分由反射式红外光电检测黑白跑道模块组成。反射式红外光电传感器运用其对白色物体发出的光将反射回来，而对黑色物体发出的光被吸收的原理产生不同的信号来检测黑白跑道，将检测到的信号送入控制器模块（MCU），从而可以控制机器人始终沿黑色跑道运行的功能。
机器人设计了LCD显示模块。总体框图如图1.2.1所示，为实现各模块的功能，分别设计了几种不同的方案并进行了论证。
1.2.2 方案论证与比较
（1）黑白跑道检测模块方案的论证与比较
小车要在黑色跑道上运行，所以对黑白跑道的检测的精度要求很高，关于黑白跑道检测有以下两种方案：
方案一：采用反射式红外光电检测传感器。该传感器运用用检测黑色跑道时红外线被吸收，而检测白色跑道时红外线被反射信号不同
的原理，而区分黑白跑道。这种传感器具有价格便宜，检测电
路简单的优点。
方案二：ccd与cmos感光传感器。由于仿人机器人的行进速度较慢，所以不需要太多的预处理，以红外传感器的处理距离足以实现比
赛，而且感光传感器的价格叫昂贵，处理速度慢，占用资源多，
经过比较分析，从经济性和必要性选择方案一。
（2）控制器模块方案的论证与比较
方案一：采用多片ATMEL公司的AT89S52作为控制器。由于本设计对控制器的运算速度要求较高，AT89S52难以达到较快的速度，
且该设计程序较大，AT89S52仅有8K的ROM，片外ROM将增
加硬件工作量。
方案二：采用AVR系列的Atmega 16作为控制器。由于Atmega 16是一种高速度、低功耗且具有16KB系统内可编程Flash的8位
AVR微控制器。本设计中对控制器的运算速度的要求，Atmega
16是可以满足的。并且该单片机的价格便宜，功能强大，适
合选用。
从硬件和软件的工作量、以及成本考虑，选择方案二。
（3）电机的选择与论证
方案一：采用步进电机。步进电机的一个显著特点就是具有快速启停能力，如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能
够立即使步进电机启动或反转。另一个显著特点是转换精度
高，正转反转控制灵活。
方案二：采用普通直流电机。直流电动具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广；过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可
实现频繁的无级快速启动、制动和反转；能满足生产过程自动
化系统各种不同的特殊运行要求。
由于普通直流电机更易于购买，并且电路相对简单，所以采用直流电机
作为动力源。
（4）电源选择
方案一：采用单一电源供电方案。这样供电比较简单；但由于电动机
启动瞬间电流很大。而且PWM驱动的电动机电流波动较大，
会造成电源电压不稳，可能会使传感器误检测，严重时可能
造成单片机程序跑飞、复位等异常现象。此方案缺点十分明
显。
方案二：双电源供电方案。将电机驱动电源与单片机及传感器电源完
全隔离，利用光电耦合器进行连接。但这样可以彻底解决电
机运行对系统稳定性的影响，从而提高了系统的可靠性。
经分析本系统选择方案二。
2 单元电路设计
1 控制电路设计
控制电路中的Atmega 16是一个稳定高速的单片机，16KB系统内可编程Flash。整个系统还有超声波发射接收电路、反射式红外光电检测电路、金属接近开关检测金属块电路、液晶显示电路和电机驱动电路。
2 直流电动机PWM驱动模块的电路设计
图2.1.1直流电动机PWM驱动模块的原理图直流电动机PWM驱动模块的原理图如图2.1.1所示。对小车前后轮电机的驱动采用直流电机专用驱动芯片L298。单片机Atmega 16具有4个8位I/O口（PA 口，PB口，PC口，PD口），此处运用PB口的输出数据和定时器产生的PWM波通过光耦隔离控制L298，其中改变IN1和IN2、IN3和IN4可控制电机的方向，PWM 控制电机速度。
2 黑白跑道检测模块电路的设计
黑白跑道检测模块电路的原理图如图2.1.2所示，采用了反射式红外光电传感器ST178，它的工作原理是：在检测到白线时，红外线被反射回来，在检测到黑线时，无红外线反射回来，利用这两种信号的不同，送到单片机中处理，就可以检测黑白跑道了。
图2.1.2 黑白跑道检测模块电路的原理图
3 系统的软件设计
系统的软件设计采用了C语言编程，程序是在Windows XP环境下采用ICC AVR软件编写的，ICC AVR软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。
黑白跑道检测子程序
黑白跑道及金属块检测子程序的流程图如图3. 1所示。黑白跑道检测采用了2个反射式红外光电传感器，装在机器人的左右脚，传感器检测到黑线时，小车将向检测到的方向调整，从而可以行进在黑白跑道的黑线上。
图3.1 黑白跑道检测子程序的流程图
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)
有关机器人的基础知识
有关机器人的基础知识 综合知识2009-10-11 23:17:59 阅读703 评论0 字号：大中小订阅 第1章基础知识 1.1 引言 人们从一开始制作物品时，就有用各种方式制作机器人的想法，也许大家见到过有能工巧匠制作的能够模仿人类动作行为的机器，典型的例子是：在威尼斯的能准时敲响大钟的雕像和能重复运动的玩具。好莱坞的电影将这一愿望提升到了一个新的高度，他们制作的机器人其表演效果甚至超过真人。 尽管从原理上类人机器人是机器人，并具有与机器人相同的设计与控制原理，但本书主要研究工业用机械手型机器人。本书包含了一些研究机器人所必须的基础知识，提出了机器人力学（包括运动学和动力学）的分析方法，讨论了驱动器、传感器、视觉系统等用于机器人的基础部件。 机器人是当今工业的重要组成部分，他们能够精确地执行各种各样的人物和操作，并且无需人们工作时所需的安全措施和舒适的工作条件。然而，要使机器人很好的工作需要付出很大的努力和代价。在20世纪80年代中期从事机器人制造的公司现在大都已不复存在，只有一些生产工业机器人的公司（如Adept机器人公司，Staubli机器人公司，Fanuc机器人公司，北美公司等）尚在市场上保留一席之地。由于目前的机器人尚无法满足人们的较高期望，因此早期对机器人在工业中的使用预测一直未能实现。结果是，尽管有成千上万的机器人用于工业生产，但他们并没有在总体上替代操作工人，机器人只能用在适合使用他们的一些地方。相对于人类，机器人并非万能，他们某些工作能做，另外有些工作却不能做。如果按照期望的用途合理设计机器人，他们就会具有多种用途并经久不衰。 机器人学科覆盖许多不同领域。单独的机器人只有与其它装置，周边设备以及其他生产机械配合使用才能有效地发挥作用。他们通常集成为一个系统，该系统作为一个整体来完成任务或执行操作。本课也将讨论这些与机器人配合使用的外围设备及系统。 1.2 什么是机器人 图1.1 机器人与起重机的操作方法和设计方法非常类似。然而，起重机由操作人员来控制，而机器人由计算机控制。因此，通过简单修改计算机程序就可以使机器人实现不同的功能。（a）Kuhnezug车载起重机；(b)Fanuc S-500机器人在卡车上执行焊缝任务 如果将常规的机器人操作手与挂在多用车或牵引车上的起重机进行比较，可发现两者非常相似：它们都具有许多连杆，这些连杆通过关节依次连接，这些连杆由驱动器驱动（电机）。在上述两个系统中，操作机的“手”都能在空中运动，达到工作空间的任何位置，他们都能承载一定的负荷，并都用一个中央控制器控制驱动器。然而，它们一个称为机器人，另一个称为操作机（也就是起重机），两者最根本的不同是起重机是由人来控制驱动器，机器人操作手是由计算机编程控制。正是通过这一点可以区别一台设备到底是简单的操作机还是机器人。通常机器人设计成由计算机来控制，机器人的动作受计算机监控的控制器所控制，该控制器本身也运行某种类型的程序。程序改变，机器人的动作就会相应改变。我们希望一台设备能灵活地完成各种不同的工作而无需重新设计硬件装置。为此，机器人须设计成可以重复编程，通过改变程序来执行不同的任务（当然在能力限制范围以内）。简单的操作机（或者说起重机）除非一直由操作人员操作，否则无法做到这一点。 目前各国关于机器人的定义都各不相同。在美国标准中，只有易于再编程的装置才认为是机器人。因此，手动装置（比如一个多自由度的需要操作员来驱动的装置）或固定顺序机器人（例如有些装置由强制起停控制驱动器控制，其顺序是固定的并且很难更改）都不认为是机器人。
一种智能机器人系统设计和实现.
一种智能机器人系统设计和实现 我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人，它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的"活物".其实，这个自控"活物"的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。我们称这种机器人为自控机器人，以便使它同前面谈到的机器人区分开来。它是控制论产生的结果，控制论主张这样的事实：生命和非生命有目的的行为在很多方面是一致的。正像一个智能机器人制造者所说的，机器人是一种系统的功能描述，这种系统过去只能从生命细胞生长的结果中得到，现在它们已经成了我们自己能够制造的东西了 嵌入式是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。嵌入式技术近年来得到了飞速的发展，但是嵌入式产业涉及的领域非常广泛，彼此之间的特点也相当明显。例如很多行业：手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数字电视…… 1 智能机器人系统机械平台的搭建 智能机器人需要有一个无轨道型的移动机构，以适应诸如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等不同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制，这种控制不仅要包括有位置控制，而且还要有力度控制、位置与力度混合控制、伸缩率控制等。智能机器人的思考要素是三个要素中的关键，也是人们要赋予机器人必备的要素。思考要素包括有判断、逻辑分析、理解等方面的智力活动。这些智力活动实质上是一个信息处理过程，而计算机则是完成这个处理过程的主要手段。 机器人前部为一四杆机构，使前轮能够在一定范围内调节其高度，主要功能是在机器人前部遇障碍时，前向连杆机构随车轮上抬，而遇到下凹障碍时前车轮先下降着地，以减小震动，提高整机平稳性。在主体的左右两侧，分别配置了平行四边形侧向被动适应机构，该平行四边形机构与主体之间通过铰链与其相连接，是小车行进的主要动力来源。利用两侧平行四边形可任意角度变形的特点，实现自适应各种障碍路面的效果。改变平行四边形机构的角度，可使左右两侧车轮充分与地面接触，使机器人的6个轮子受力尽量均匀，加强机器人对不同路面的适应能力，更加平稳地越过障碍，并且更好地保证整车的平衡性。主体机构主要起到支撑与连接机器人各个部分的作用，同时，整个机器人
仿人机器人
听讲座《仿人机器人的发展和最新技术》心得首先江山老师通过一段精彩视频让我们对机器人有了大概的了解；接着江山老师对ALDEBARAN Robotics公司进行了简单介绍并从自由度、传感器两个方面向大家介绍了针对实物做硬件的过程；随后江山老师详细讲解了电子架构和软件环境的相关知识并介绍了世界机器人大赛的相关情况；在讲座的最后，江山老师还现场向我们展示了真实的机器人。这场讲座让人印象十分深刻。 仿人机器人开始于20世纪60年代的双足步行机器人，迄今已成功研制出的各种能静态或动态步行的双足机器人样机及在双足机器人领域理论研究上的成果推动了仿人机器人的快速发展。加藤一郎于1973年，从工程角度研制出世界上第一台真正意义上的仿人形机器人WABOT-1。1980年出现WL-9DR(Dynam’s Refined)双足机器人，用步行运动分析及重复试验设计步态轨迹，用以控制机器人的步行运动。1986年，加藤实验室又成功研制了WL-12步行机器人，该机器人实现了步行周期2.6s、步幅30cm的平地动态步行。1996年11月公司首次展示了研制成功的第一台仿人机器人P2，它成为世界上第一台人性化自主双腿步行机器人。1997年10月HONDA公司又推出了仿人形机器人P3，是一台完全自立的人性化双腿步行机器人。在此基础上，ASIMO才得以诞生，2004年12月15日，日本本田技研工业株式会社推出了新一代“ASIMO”机器人，它是世界上首批遥控式双足直立行走机器人。 仿人机器人步态模式可分为静态步行、准动态步行和动态步行。在静态步行中，机器人的质心在地面上的投影始终不超越支撑多边形的范围；而在动态步行中，质心的投影在某一时刻可以超越支撑多边形。研究表明，动态行走时关节驱动力矩较静态行走时小，是仿人机器人研究的必然发展方向和实现目标。仿人机器人步态规划不仅取决于地面条件、下肢结构、控制的难易程度，而且必须满足运动平稳性、速度、机动性和功率等要求。为提高仿人机器人的智能化，仿人机器人中安装了大量的传感器，如力传感器、力矩传感器、陀螺仪、视觉传感器、接近觉传感器、声学传感器等多种传感器。而六维力/力矩传感器具有可以同时测量3自由度力和3自由度力矩的优越性，使得常被安装在机器人脚底用于测量地面反力。机器人的控制从某种程度上，可以说是基于传感器的控制。 仿人机器人是能够与人相互影响的最理想的机器人，它能够通过与环境的交互不断获得新知识，而且还能用它的设计者根本想象不到的方式去完成各种任务，它会自己适应非结构化的、动态的环境。开展仿人型机器人研究，不仅能够促进传感控制、人工智能等多学科发展，而且将大大提高我国机器人技术的系统集成能力和控制水平。通过提高机器人的智能化、机动性、可靠和安全性以及与人类环境的完美的融入性，使得仿人机器人融入人类的生活，和人类一起协同工作，从事一些人类无法从事的工作，以更大的灵活性给人类社会带来更多的价值。
六自由度工业机器人设计
六自由度工业机器人 对于工业机器人的设计与大多数机械设计过程相同;首先要知道为什么要设计机器人机器人能实现哪些功能活动空间（有效工作范围）有多大了解基本的要求后，接下来的工作就好作了。 首先是根据基本要求确定机器人的种类，是行走的提升（举升）机械臂、还是三轴的坐标机器人、还是六轴的机器人等。选定了机器人的种类也就确定了控制方式，也就有了在有限的空间内进行设计的指导方向。 接下来的要做的就是设计任务的确定。这是一个相对复杂的过程，在实现这一复杂过程的第一步是将设计要求明确的规定下来;第二步是按照设计要求制作机械传动简图，分析简图，制定动作流程表（图），初步确定传动功率、控制流程和方式;第三步是明确设计内容，设计步骤、攻克点、设计计算书、草图绘制，材料、加工工艺、控制程序、电路图绘制;第四步是综合审核各方面的内容，确认生产。 下面我将以六轴工业机器人作为设计对象来阐明这一设计过程： 在介绍机器人设计之前我先说一下机器人的应用领域。机器人的应用领域可以说是非常广泛的，在自动化生产线上的就有很多例子，如垛码机器人、包装机器人、转线机器人;在焊接方面也有很例子，如汽车生产线上的焊接机器人等等;现在机器人的发展是非常的迅速，机器人的应用也在民用企业的各个行业得以延伸。机器人的设计人才需求也越来越大。 六轴机器人的应用范筹不同，设计形式也各不相同。现在世界上生产机器人的公司也很多，结构各有特色。在中国应用最多的如：ABB、Panasonic、FANUK、莫托曼等国外进口的机器人。 既然机器人的应用那么广泛，在我国却没有知名的生产公司。对于作为中国机械工程技术人员来说是一个值得思考的问题！有关机器人技术方面探讨太少了从业人员还不能成群体虽然在很多地方可以看到机器的论术，可是却没有真正形成普及的东西。 即然是要说设计，那我就从头一点一点的说起。力求讲的通俗简明一些，讲得不对的地方还请各位指正！ 六轴机器人是多关节、多自由度的机器人，动作多，变化灵活;是一种柔性技术较高的工业机器人，应用面也最广泛。那么怎样去从头开始的设计它呢工作范围又怎样去确定动作怎样去编排呢位姿怎样去控制呢各部位的关节又是有怎么样的要求呢等等。。。。。。让我们带着众多的疑问慢慢的往下走吧！ 首先我们设定：机器人是六轴多自由度的机器人，手爪夹持二氧气体保护焊标准焊枪;完成点焊、连续焊等不同要求的焊接部件，工艺要求、工艺路线变化快的自动生线上。最大伸长量：1700mm;转动270度;底座与地平线水平固定;全电机驱动。 好了，有了这样的基本要求我们就可以做初步的方案的思考了。 首先是全电机驱动的，那么我们在考虑方案的时候就不要去考虑液压和气压的各种结构了，也就是传动机构只能用齿轮齿条、连杆机构等机械机构了。 机器人是用于焊接方面的，那么我们就去考察有人工行为下的各种焊接手法和方法。这里就有一个很复杂的东西在里面，那就是焊接工艺;即然焊艺定不下来，我们就给它区分一下，在常用焊接里有单点点焊、连续断点点焊、连续平缝焊接、填角焊接、立缝焊接、仰焊、环缝焊等等。。。。。。 搞清了各种焊方法，也就明白了要实现这些复杂的动作就要有一套可行的控制方式才行;在机械没有完全设计出来之前可以不做太多的控制方案思考，有一个大概的轮廓概念就行了，待机械结构做完，各方面的驱动功率确定下来之后再做详细的程序。 焊枪是用常用的标准的焊枪，也就是说焊枪是随时可以更换下来的，也就要求我们要做到对焊枪的夹持部分进行快速锁定与松开。
智能机器人设计报告
智能机器人设计报告 参赛者：庆东肖荣于腾飞 班级：级应用电子技术 指导老师：远明 日期：年月日 一、元器件清单： ，，，，，，，蜂鸣器，光敏电阻，光敏三极管，电阻、电容若干，超亮及普通发光管。二、主要功能： 本设计按要求制作了一个简易智能电动车，它能实现的功能是：从起跑线出发，沿引导线到达点。在此期间检测到铺设在白纸下的薄铁片，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车到达点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达点继续行驶，在光源的引导下，利用轻触开关传来的电信号通过障碍区进入停车区并到达车库，完成上述任务后能够立即停车，全程行驶时间越少越好。 本寻迹小车是以有机玻璃为车架，单片机为控制核心，加以减速电机、光电传感器、光敏三极管、轻触开关和电源电路以及其他电路构成。系统由通过口控制小车的前进后退以及转向。寻迹由超亮发光二极管及光敏电阻完成，避障由轻触开关完成，寻光由光敏三极管完成。 并附加其他功能： ．声控启动 ．数码显示 ．声光报警 三、主体设计 车体设计 左右两轮分别驱动，后万向轮转向的方案。为了防止小车重心的偏移，后万向轮起支撑作用。对于车架材料的选择，我们经过比较选择了有机玻璃。用有机玻璃做的车架比塑料车架更加牢固，比铁制小车更轻便，美观。而且裁减比较方便！ 电机的固定采用的是铝薄片加螺丝固定，非常牢固，且比较美观。 轮子方案 在选定电机后，我们做了一个万向轮，万向轮的高度减去电机的半径就是驱动轮的半径。轮子用有机玻璃裁出来打磨光华的，上面在套上自行车里胎，以防止打滑。 万向轮 当小车前进时，左右两驱动轮与后万向轮形成了三点结构，这种结构使得小车在前进时比较平稳。
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
工业机器人操作机的设计方法和步骤
工业机器人操作机的设计方法和步骤 （1）确定工作对象和工作任务开始设计操作机之前，首先要确定工作对象、工作任务。 1）焊接任务：如果工作对象是一辆汽车或是一个复杂曲面的物体，工作任务是对其进行弧焊或点焊，则要求机器人的制造精度很高，弧焊任务对机器人的轨迹精度和位姿精度及速度稳定性有很高的要求，点焊任务对机器人的位姿精度有很高的要求，两种任务都要求机器人具备摆弧的功能， 同时要能在狭小的空间内自由地运动，具备防碰撞功能，故机器人的自由度至少为六个。 2）喷漆任务：如果工作对象是一辆汽车或是一个复杂曲面的物体，工作任务是喷涂汽车的内部和车门或是复杂曲面物体的表面，则要求机器人手腕要灵活，能够在狭小的空间内自由地运动，具备防碰撞功能；要求机器人能够在长时间内连续稳定可靠地工作；同时要求机器人具备光滑的流线型外表面，漆、气管线最好能从其横臂和手腕内部通过，使机器人外表不易积漆积灰，不会污染已喷好的工作对象，且漆、气管线也不易损坏；因喷漆机器人是在易燃易爆的工作环境中工作，故要具备防爆的功能。同时对机器人的轨迹精度和位姿精度及速度稳定性也有较高的要求。机器人的自由度至少应为六个。 3）搬运任务：如果工作对象比较笨重，工作任务是定点搬运，定位精度要求高，则对机器人的承载能力和定位精度有高的要求。如果工作对象比较轻巧，工作任务也是定点搬运，但要求轻拿轻放，且定位精度要求高，则对机器人的速度稳定和定位精度有高的要求。 4）装配任务：对机器人的速度稳定密和位姿精度有很高的要求。 有些机器人能完成多种工作任务，如MOTOMAN - SKI20系列机器人，既可以用于搬运也可以用 于点焊，具有快速、精巧、强有力和安全性高的特点；另一种MOTOMAN—SK6/ SK16系列机器人， 可以完成弧焊、搬运、涂胶、喷釉和装配多种任务，具有高速、精巧和可靠性高的特点。 设计新型机器人时，要充分考虑以上诸多因素，并应多参考国内外同类产品的先进机型，参考其设计参数，经过反复研究和比较，确定出所要机械部分的特点，定出设计方案。下面以一台六自由度交流伺服通用机器人为例讲一下设计过程。 （2）确定设计要求 1 ）负载：根据用户工作对象和工作任务的要求，参考国内外同类产品的先进机型，确定机器人 的负载。一般喷漆和弧焊机器人的负载为5?6kg。 2 ）精度：根据用户工作对象和工作任务的要求，参考国内外同类产品的先进机型，确定机器人未端的最大复合速度和机器人各单轴的最大角速度。 3 ）精度：根据用户工作对象和工作任务的要求，参考国内外同类产品的先进机型，确定机器人 的重复定位精度、如弧焊机器人的重复定位精度为土0.4mm ABB公司开发的Model 5003型喷漆机器人的重复定位精度为土1mm同时要确定构成机器人的零件的精度、臂体的尺寸精度、形位精度和传动链的间隙，如齿轮的精度和传动间隙；还要确定机器人上所用的元器件的精度，如减速器的传动精度、轴承的精度等等。
精品-智能机器人设计与制作word
智能机器人的设计与制作WORD版本可编辑
智能机器人的设计与制作 引言 近几年机器人已成为高技术领域内具有代表性的战略目标。机器人技术的出现和发展，不但使传统的工业生产面貌发生根本性变化，而且将对人类社会产生深远的影响。随着社会生产技术的飞速发展，机器人的应用领域不断扩展。从自动化生产线到海洋资源的探索，乃至太空作业等领域，机器人可谓是无处不在。目前机器已经走进人们的生活与工作，机器人已经在很多的领域代替着人类的劳动，发挥着越来越重要的作用，人们已经越来越离不开机器人帮助。机器人工程是一门复杂的学科，它集工程力学、机械制造、电子技术、技术科学、自动控制等为一体。目前对机器人的研究已经呈现出专业化和系统化，一些信息学、电子学方面的先进技术正越来越多地应用于机器人领域。目前机器人行业的发展与30 年前的电脑行业极为相似。今天在汽车装配线上忙碌的一线机器人，正是当年大型计算机的翻版。而机器人行业的利基产品也同样种类繁多，比如协助医生进行外科手术的机械臂、在伊拉克和阿富汗战场上负责排除路边炸弹的侦察机器人、以及负责清扫地板的家用机器人，还有不少参照人、狗、恐龙的样子制造机器人玩具。舞蹈机器人具有人类外观特征、可爱的外貌、又兼有技术含量，极受青少年的喜爱。我从前年开始机器人方面的研究，在这过程中尝试过很多次的失败，也感受到了无比的乐趣。 图1.1、机器人 1 绪论
机器人技术作为20 世纪人类最伟大的发明之一，自20 世纪60 年代初问世以来，经历40 余年的发展已取得长足的进步。未来的机器人是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器，是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。走向成熟的工业机器人，各种用途的特种机器人的多用化，昭示着机器人技术灿烂的明天。 1.1 国内外机器人技术发展的现状 为了使机器人能更好的应用于工业，各工业发达国家的大学、研究机构和大工业企业对机器人系统开发投入了大量的人力财力。在美国和加拿大，各主要大学都设有机器人研究室，麻省理工学院侧重于制造过程机器人系统的研究，卡耐基—梅隆机器人研究所侧重于挖掘机器人系统的研究，而斯坦福大学则着重于系统应用软件的开发。德国正研究开发“MOVE AND PLAY”机器人系统，使机器人操作就像人们操作录像机、开汽车一样。从六十年代开始日本政府实施一系列扶植政策，使日本机器人产业迅速发展起来，经过短短的十几年。到80 年代中期，已一跃而为“机器人王国”。其机器人的产量和安装的台数在国际上跃居首位。按照日本产业机器人工业会常务理事米本完二的说法：“日本机器人的发展经过了60 年代的摇篮期。70 年代的实用期。到80 年代进人普及提高期。” 并正式把1980 年定为产业机器人的普及元年”。开始在各个领域内广泛推广使用机器人。中国机器人的发展起步较晚，1972 年我国开始研制自己的工业机器人。"七五"期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986 年国家高技术研究发展计划(863 计划)开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。20 世纪90 年代，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、装配、喷漆、切割、搬运等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 1.2 机器人技术的市场应用 机器人融入我们日常生活的步伐有多快？据国际机器人联盟调查，2004 年，全球个人机器人约有200 万台，到2008 年，还将有700 万台机器人投入运行。按照韩国信息通信部的计划，到2013 年，韩国每个家庭都能拥有一台机器人；而日本机器人协会预测，到2025 年，全球机器人产业的“蛋糕”将达到每年500 亿美元的规模(现在仅有50亿美元)。与20 世纪70 年代PC 行业的情况相仿，我们不可能准确预测出究竟哪些用途将推动这个新兴行业进入临界状态。不过看起来，机器人很可能在护理和陪伴老年人的工作上大展宏图，或许还可以帮助残疾人四处走走，并增强士兵、建筑工人和医护人员的体力与耐力。目前，我国从事机器人研发和应用工程的单位200 多家，拥有量为3500 台左右，其中国产占20％，其余都是从日本、美国、瑞典等40 多个国家引进的。2000 年已生产 各种类型工业机器人和系统300 台套，机器人销售额6.74 亿元，机器人产业对国民经济的年收益额为47 亿元，我国对工业机器人的需求量和品种将逐年大幅度增加。1.3 机器人技术的前景展望机器人是人类的得力助手，能友好相处的可靠朋友，将来我们会看到人和机器人会存在一个空间里边，成为一个互相的助手
类人型机器人
类人型机器人——ASIMO的问世 班级：11电气一班 姓名：夏禹 学号：8110211046 同组人员：石梁
简介 相信很多人对机器人的最初印象，会是来自于科幻小说或是科幻电影里，而今，人类的 创造能力就如同其无限的想象能力一般，机器人早已不是存在于虚拟的世界里，它已随着科技的进步“登堂入室”，与我们的生活密不可分。 “机器人”一词起源于捷克语，意为强迫劳动力或奴隶。这个词是由剧作家Karel Capek 引入的，他虚构创作的机器人很象 Frankenstein 博士的怪物——由化学和生物学方法而不是机械方法创造的生物。但现在流行文化中的机械机器人和这些虚构的生物创作物没多大区别。 想象一下未来的生活，机器人在你家里帮你煮饭，帮你做家务，帮你打扫房间或者在你工作的时候递上一杯热热的咖啡？机器人已经能够代替人类做很多人类不想做的事情，甚至不能做的事情。在世界各地的很多现代化工厂中，机器人已经很早就代替工人组装汽车，尤其是那些重复性很高的工作。现在的商场里，也早已开始出售各种类型的清洁机器人，能够自动帮助你清洁家里的地面，虽然目前功能上单一了一点，但是毕竟也帮你做了不少工作。日本的本田公司（Honda）在1986年就开始类人机器人的研究工作，到了2011年为止已经20多年了。在这20多年中，他们在这个领域取得了举世瞩目的成绩，ASIMO的研制成功让Honda公司成为目前这个领域最领先的公司。在这篇文章中，我们将详细了解一下ASIMO是如何工作的，基本的原理是什么。 ASIMO的名称由来 ASIMO, 代表 Advanced Step in Innovative Mobility。是日本本田公司开发的目前世界上最先进的步行机器人。也是目前世界上唯一能够爬楼梯，慢速奔跑的双足机器人。虽然其它公司也有类似的双足机器人，但是没有任何一家的产品能在步态仿真度上面能达到ASIMO的水准。除了ASIMO杰出的步行能力以外，ASIMO的智能也同样出色。语音识别功能以及人脸识别功能能够使用语音控制ASIMO以及使用手势来进行交流。不仅如此，ASIMO的手臂还能够开电灯，开门，拿东西，拖盘子，甚至还能推车。 Honda眼中的ASIMO Honda希望开发出的机器人是能够帮助人类，尤其是老年人的人类助手，而不是一个高科技玩具。因此ASIMO被设计成1.2米的高度，正好能够和轮椅上的人平视。这让ASIMO看上去非常有亲和力，因为大尺寸的机器人会让人有威胁感，小孩子也不会喜欢一个太高大的家伙。同时，这个高度也正好让ASIMO能够拿取桌子上的物体。这个设计因素在ASIMO 被创建之初就已经考虑到了，可见Honda工程师们的用心良苦。 ASIMO ASIMO的结构：类似人类的身体结构 Honda的工程师们在项目初始阶段花费了大量的时间研究了昆虫，哺乳动物的腿部移动，甚至登山运动员在爬山时的腿部运动方式。这些研究帮助工程师们更好的了解我们在行走过程中发生的一切，特别是关节处的运动。比如，我们在行走的时候会移动我们的重心，并且前后摆动双手来平衡我们的身体。这些构成了ASIMO行走的基础方式。在行走过程中，我们的脚趾也扮演了非常重要的角色，在平衡我们身体上起了很大的作用。在ASIMO的脚上也有类似的机理，而且还使用了吸震材料来吸收行走过程中产生的对关节的冲击力，就像人类的软组织一样。
小型仿人机器人系统设计的方法
小型仿人机器人系统设计的方法 摘要：小型仿人机器人是近几年的研究热点，一个小小的仿人机器人中涉及了 多种学科领域例如电子工程、仿生学、信息工程、机械工程等，目前研制出与人 类相似度较高、功能相对完善的机器人一直是科学家的目标。本文主要探究仿人 机器人的设计原理以及设计方法，对一些程序进行详细分析，为以后的科技制造 提供参考意见。 关键词：小型；仿人机器人；系统设计；方法 小型仿人机器人凭借着与人类相似的外表、行为等一些外在特征以及经济化、人性化的 功能，更容易激起科技界的研究欲望，这种情况下，很容易推动我国科学技术与信息技术的 发展。 1.分析小型仿人机器人的设计理念 1.1分析仿人机器人的智能系统 从宏观方面来看，小型仿人机器人的智能系统必须拥有较高的运行速度，因为机器人在 启动的时候，视频采集系统、命令发送系统、显示系统、发音系统以及信息处理系统都得同 时运行，因此，对CPU内核的速率要求较高；小型仿人机器人做出的所有行为都是以采集的 视频信息为基础的，所以智能系统的研究重点是视频处理系统，综上所述，仿人机器人的智 能系统所具备的程序功能比较完善，需要的内存空间也比较大，因此，保障智能系统的运行 速度，能更好的推广仿人机器人的使用。 从微观方面来看，小型仿人机器人的智能系统必须具备音频、通信、摄像头、A/D、多路IO以及显示屏等设备[1]。 1.2分析智能系统的硬件设备 上文中分析了智能系统宏观方面的需求，对于控制器，常见的DSP以及单片机等系统是 不能满足其需求的，因此，可以在CPU处理器的基础上添加外围功能电路，这样既解决了运 行空间不足、运行速度较慢的缺陷，又实现了低成本的目的。 1.3分析组织层的硬件设备 本次研制的小型仿人机器人，其关节被设置成了19个自由节，在之后的使用过程中肯定会提高其关节自由度，进而更好的实现手臂功能、行走功能、俯身功能等一系列仿人运动。 综上所述，一个仿人机器人的关节自由度至少为19个。 此外，组织层还得确保小型仿人机器人运动过程中的稳定性，当组织层接收到运动信号时， 必须将信号输送给每一个关节，共同展开运动。 1.4A/D转换电路 在当前的设计过程中，由于CMOS数模转换器的高效性，可以将模拟信号同步输进八个 通道中，同时还能将信号转换成二进制模式。在这种情况下，很好的保障了小型仿人机器人 的运行效率。 2.分析控制系统的硬件 执行层硬件，其主要功能是发布信息、采集信息、控制小型仿人机器人运动、转换电源等，这也是控制系统的外围电路。发布信息时，控制系统会自动连接智能系统，借助发音器、显示器等一些机械设备，将信息输送给外界；采集信息时，智能系统中的摄像头、传感器、 电位计均是获取信息的来源；控制小型仿人机器人运动时，当每一个关节得到运动指令后， 会有控制系统协调完成，确保机器人活动过程中的稳定性；转换电源时，控制系统会将电源 输送给每一个部件，保障智能系统、组织层均能正常运行。 3.小型仿人机器人中控制系统的设计原理及组成 3.1控制系统中的软件功能框图 此次研制小型仿人机器人时，研究人员的设计理念为模块化程序设c1-思想，通过程序的 编写、翻译、检验，机器人便可开始使用。控制系统中的软件功能框图为下图1，其主要包 括摄像头、视频处理器、通信设备、语音输出设备、A/D采样设备、主程序控制器等。
工业机器人培养方案
工业机器人技术专业人才培养方案（2016级、三年制） 专业名称：工业机器人技术 专业代码： 招生对象：普通高中毕业生及同等学历者 学制与学历：三年制大专
一、制订人才培养方案的依据 为了适应社会经济建设的高速发展，满足社会对工业机器人技术应用高技能人才的需求，进一步推动高等职业教育体制改革，根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》、《国民经济和社会发展第十三个五年规划》、《机械工业十三五规划》、《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》（教高[2000]2号）、《教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的意见》（教高[2004]1号）与《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干建议》（教高[2006]16号）、《教育部财政部关于支持高等职业学校提升专业服务产业发展能力的通知》（教职成[2011]11号）、《中国制造2025》及教育部关于发展高等职业教育相关文件精神，结合我公司实际情况，加强工业机器人技术专业的建设，制定了本专业人才培养方案。 二、培养目标与规格 培养目标：本专业培养拥护党的基本路线，德、智、体、美等全面发展，具有良好的科学文化素养、职业道德和扎实的文化基础知识。具有获取新知识、新技能的意识和能力，能适应不断变化的工作需求。熟悉企业生产流程，具有安全生产意识，严格按照行业安全工作规程进行操作，遵守各项工艺流程，重视环境保护，并具有独立解决非常规问题的基本能力。掌握现代工业机器人安装、调试、维护方面的专业知识和操作技能，具备机械结构设计、电气控制、传感技术、智能控制等专业技能，能从事工业机器人系统的模拟、编程、调试、操作、销售及工业机器人应用系统维护维修与管理、生产管理及服务于生产第一线工作的高素质高技能型人才。 （一）专业知识 1.具有常用电子元器件、集成器件、单片机的应用知识； 2.具有传感器应用的基本知识； 3.具有应用机械传动、液压与气动系统的基础知识； 4.具有PLC、变频器、触摸屏、组态软件控制技术的应用知识； 5.具有交流调速技术的应用知识； 6.具有机械系统绘图与设计的知识； 7.具有计算机接口、工业控制网络和自动化生产线系统的基础知识； 8.具有工业机器人原理、操作、编程与调试的知识； 9.具有检修工业机器人系统、自动化生产线系统故障的相关知识； 10.具有安全用电及救护常识。 （二）职业能力 1.读懂机器人应用系统的结构安装图和电气原理图的能力； 2.测绘简单机械部件生成零件图和装配图，跟进非标零件加工，完成装配工作的能力；
机器人设计论文
绿化植树机器人设计 摘要： 这个机器人是针对大量绿色植树而设计的，利用机械四足作为其活动方式，机器人通过视频识别系统在有限范围内对地形与植被作出判断，然后通过自动行走系统移动到目标地点前面，再通过机械手取出携带的植物幼苗，通过这个可以360度旋转的机械臂进行种植工作，机械臂可以进行种植、培土、等工作。种植完成后还将用一层可分解的塑料薄膜覆盖植物幼苗，保证其在能够自行成长前的安全。 关键词： 绿化植树、四足行走、山坡作业、视频识别、机械臂操作 设计背景： 地球现在正面临着绿色植被在不断减少的危机，而人类也因为这样要面对日益严峻的环境问题。大量植树还原绿色植被是一个相当重要的手段来解决这个难题，但是依靠人力去做的话，效率始终不够高。所以在这里我想设计一个专门用于大作业量的绿化植树机器人。 设计思路： 这个机器人，是需要面对山坡这样的陡峭地形的，由于特殊的使用环境，机器人的活动方式要求能够灵活的应对颠簸不平的土地，机械四足需要能够根据不同的地势调整四足的高度，确保平稳的行走，这种活动方式才能使机器人轻松到达山崖大部分位置。移动起来必须十分的轻巧，以避免对其他植物的伤害。由于这个机器人对视频识别有着较高的要求，所以必须在这方面有所突破，同时当发现有杂草或者有害植物的时候，还可以通过高温蒸汽将其杀死，来保证种植的植物幼苗的生长。360度旋转的机械臂可以保证种植过程的顺利进行。 详细具体设计方案： 一．整体结构： 1.整个机器人分成上下两大部分，上部分是机械手臂，主要实现机器人的整个种植 操作，下部是机器人的机身和四足，包括：植物幼苗存放仓、红外线距离测量 仪、摄像头、电脑处理系统。 2.机器人是通过电力驱动的，所以必须携带储电池，也是安装在机身。 二．中央处理系统： 机器人的机身将安装一个中央处理系统，作为机器人的大脑，它主要调节机器人三 大系统：机械四足行走系统、机器人视觉系统、机械臂控制系统。中央处理系统要 接收和分析红外线距离测量仪、摄像头、机械臂传感器等反馈信息，以及控制四足 的行进系统、机械臂操作等。 三．机械四足行走系统： 1.机械四足的形状： 一开始的时候，我曾经很困惑于如何把握行走稳定与行走速度之间的平衡，后来设 想出仿人类四肢的关节加上圆形的脚盘这个方案，总体感觉可以满足行走的需要。 2.如何实现行进： 参考了机械小狗的设计，将机械四足连接在机器人的中央处理系统而成为一个整 体，接受中央处理系统的控制。每次改变一个机械足的位置，实现整个机器人的行
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/ff1167073.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
仿人机器人发展概况 调查
仿人机器人发展概况 摘要:介绍了国内外仿人机器人的发展特点，以行走机构为主要内容详细分析了日本、美国等几种仿人机器人的主要技术及其技术指标，根据国外的样机设计，分析了仿人机器人的控制设计中的一些问题，就国外仿人机器人发展对中国仿人机器人发展的差异提出了看法。 关键词: 仿人机器人，技术，双足步行 1概述 仿人机器人在过去的10多年特别是近5年中发展迅猛，自从有关综述文章发表以来，情况有了很大改变。 行走机构是仿人机器人的关键技术，对于仿人机器人的研究是从对行走机构的研究开始的，日本旱稻田大学在1973年研制成功了最早具有记载的双足步行人形机构WABOT-1。本文重点论述世界范围内仿人机器人的近期发展，对行走机构的发展做重点介绍。 2 仿人机器人近期发展特点 现如今，世界各个国家都进行仿人机器人的研究，据韩国的一个经常更新的仿人机器人网站统计，2005年3月5日，世界上共有76各仿人机器人项目正在进行中，其中日本36个，美国10个，韩国7个，英国4个，中国3个，瑞典2个，澳大利亚、泰国、新加坡、保加利亚、伊朗、意大利、奥地利、俄罗斯等国各有1个，从统计数字可以看出当时日本在此领域的领先地位及其他各国的竞争实力。2005年2月18日出版的《科学》杂志上介绍了一种全新的行走机构，康奈尔大学、麻省理工学院和荷兰Delft理工大学的研究人员分别展示了基于这种行走机构的样机。 这种行走机构的概念来自一个简单的玩具：行走企鹅。这个企鹅臀部有两个没有动力的关节分别支撑两条直腿，该企鹅可以沿着斜坡摇摇晃晃的行走而下，这就是被动动力行走者。问题是在平地上企鹅不会行走，研究人员贡献在于设计了仅用少量驱动器就可以在平地上行走的行走机构。以Asimo为代表的传统仿人机器人每一个关节都用一个驱动器。新行走机构则不同，它的关节分为有驱动和无驱动两种，以康奈尔的设计为例，机器人每条腿的自由度为5个（臀1，膝2，踝2），其中只有一个踝关节用电机驱动，其他都是被动的，双手摆动各有一个自由度，通过机械结构由双腿带动，左腿带动右臂，右腿带动左臂。走动时，感知到左足触地时，右踝驱动右足踢开地面，使右腿摆动至左腿前方，完成一步，反之亦然。新行走机构的特点是节省能源，据说只需要通常行走机构的十分之一的动力，另外，新型步行机器人走路时一起一伏，跟人没什么两样。Delft设计和康奈尔的设计大致相同，只是采用气动驱动，MIT的设计则为每条腿有6个自由度，其中两个踝部关节用电机驱动，其他都是被动的。从录像看，康奈尔和的机器人的行走姿态是令人满意的，但似乎它们只能有一种走法．不象每Delft