机器人介绍分解
机器人的工作原理

机器人的工作原理机器人是一种能够自主执行任务的机械设备,它们在现代社会的许多领域发挥着重要作用,如工业生产、医疗保健、军事应用等。
机器人的工作原理涉及到多个方面的知识,包括传感器技术、控制系统、人工智能等。
本文将从这些方面逐一介绍机器人的工作原理。
一、传感器技术传感器是机器人的“感官”,它们能够感知周围环境的信息并将其转化为电信号,供机器人系统进行处理。
常见的传感器包括光学传感器、声学传感器、压力传感器、温度传感器等。
光学传感器可以用于检测物体的位置和形状,声学传感器可以用于声音识别和定位,压力传感器可以用于检测物体的重量和压力,温度传感器可以用于检测环境温度。
传感器技术的发展使得机器人能够更加准确地感知和理解周围环境,从而更好地执行任务。
二、控制系统控制系统是机器人的“大脑”,它负责对传感器获取的信息进行处理和分析,并制定相应的行动方案。
控制系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器、存储器、执行器等,软件则包括控制算法、路径规划算法、决策算法等。
控制系统根据传感器获取的信息,通过算法计算出机器人应该采取的行动,然后将指令发送给执行器,控制机器人完成相应的动作。
控制系统的设计和优化对机器人的性能和效率有着重要影响。
三、执行器执行器是机器人的“肌肉”,它们负责执行控制系统下达的指令,实现机器人的运动和动作。
常见的执行器包括电机、液压缸、气动缸等。
电机是最常用的执行器,它可以通过电能转换为机械能,驱动机器人的关节和轮子运动。
液压缸和气动缸则通过液压或气压驱动活塞运动,实现机器人的抓取、举起等动作。
执行器的性能直接影响机器人的运动速度、精度和稳定性,因此在机器人设计中需要根据具体任务选择合适的执行器。
四、人工智能人工智能是机器人的“智慧”,它使机器人能够模拟人类的思维和决策过程,实现更加复杂和智能的任务。
人工智能技术包括机器学习、深度学习、神经网络等,它们可以让机器人从大量数据中学习和总结规律,不断优化自身的行为和决策。
移动机器人概述与关键技术

移动机器人概述与关键技术移动机器人是指能够自主进行移动和执行任务的自主机器人系统。
它们能够在各种环境中自主导航和感知,并完成特定的任务。
随着科技的不断进步,移动机器人在工业、服务、军事等领域发挥着重要的作用。
本文将概述移动机器人的基本概念和关键技术。
一、移动机器人的基本概念移动机器人是指能够自主进行移动和执行任务的机器人系统。
它们通过搭载各种传感器、执行器和计算设备来感知环境、做出决策和执行动作。
移动机器人可以根据任务需求在不同的环境中自主导航,包括室内、室外、水下、太空等。
同时,移动机器人通常具有和人类相似的运动能力,可以行走、爬行、飞行等。
二、移动机器人的关键技术在移动机器人的实现过程中,涉及到许多关键技术。
接下来,将重点介绍几个关键技术。
1. 感知与导航技术移动机器人需要能够感知环境、定位自身位置并规划路径。
为实现这一目标,需要使用多种传感器,如摄像头、激光雷达、超声波传感器等。
这些传感器可以帮助机器人获取周围环境的信息,并利用这些信息进行地图构建、自主定位和路径规划。
2. 运动控制技术移动机器人的运动控制是实现其移动能力的基础。
通过控制执行器(如电机、液压缸等),机器人能够实现行走、转动、爬行等各种动作。
针对不同类型的移动机器人,需要采用不同的运动控制算法和方法。
3. 人机交互技术人机交互技术是为了提高机器人和人类之间的交流和协作效率。
通过使用自然语言处理、计算机视觉、语音识别等技术,机器人可以理解人类的指令,并作出相应的响应。
这种交互方式可以使移动机器人更加灵活、高效地完成任务。
4. 任务规划与执行技术移动机器人能够执行各种任务,如巡逻、清扫、运输等,需要进行任务规划和执行。
任务规划是指根据机器人的能力和环境要求,将任务分解为一系列可执行的子任务,并确定执行的顺序和策略。
任务执行是指机器人按照规划的策略和路径,执行各个子任务,实现整个任务的完成。
5. 自主决策与学习技术移动机器人需要具备自主决策能力,能够根据环境变化和任务需求,做出相应的决策。
机器人说课稿13篇

机器人说课稿机器人说课稿13篇作为一名辛苦耕耘的教育工作者,时常会需要准备好说课稿,借助说课稿可以提高教学质量,取得良好的教学效果。
那么大家知道正规的说课稿是怎么写的吗?下面是小编为大家整理的机器人说课稿,仅供参考,大家一起来看看吧。
机器人说课稿1目标:1.复习10的分解2.进一步理解5以内各数加减含义3.发展幼儿与他人合作的意义与能力,体验成功的愉悦准备:数字胸饰,泡沫板,式题拼图,纸箱过程:一、谈话引出今天,王老师遇到了一个难题,不知如何来拼搭机器人,你们可以帮我一下吗?不过拼搭机器人不是一个人可以完成的任务,需要与人共同合作,在拼搭机器人之前,我们还需要学许多本领,每学到一种本领就贴上一个标记。
二、寻找合作伙伴讲解游戏方法教师出示数字卡10,根据自己胸饰上的数字去寻找合作伙伴,要求合起来是10。
例:2和8,3和7。
三、智拼泡沫板(2人合作)教师讲解玩法(5以内加法)根据泡沫板上图片的意义找出相应的式题拼起来四、智力大冲浪(4人合作)讲解:根据底板上图片的意义找出相应的式题。
(5以内减法)五、巧拼机器人(4人合作)讲解:"机器人"材料,由头,身体,两只手,两条腿组成。
拼接时,按头部上的数字找出相应的有算式图形,拼成机器人,看哪组拼得又快又对。
《巧拼机器人》说课设计意图:近段时间来,我班的孩子们对拼图很感兴趣,这源自于主题活动"爱我中华"中的拼中国地图而来。
我想何不把数学活动体现在拼图中呢?让孩子们在玩中得到知识可能比较容易接受。
于是,我就设计了《巧拼机器人》这个活动。
一.说教材1.教材分析《纲要》中指出:游戏时对幼儿进行全面发展教育的重要形式,也是幼儿园各种活动的基本。
我们都做到"玩是孩子的天性",因为玩是一种没有负担的,愉快的活动,在玩中既能满足幼儿对周围现实世界探索与认识的特殊需要,又符合幼儿身心发展的特点。
因此,我把原本枯燥的说教数学活动充分运用各种游戏手段,设置游戏场景,提供游戏材料,采用游戏情景,使幼儿在游戏活动中得以了解,掌握知识。
简述机器人各部分的名称和作用

简述机器人各部分的名称和作用机器人是指能够执行一系列任务或指令的自动化设备,它由多个部分组成,每个部分都具有特定的名称和作用。
下面是对机器人各部分的简要描述:1.机器人结构:机器人结构是机器人的基本框架,一般由金属材料制成。
机器人结构的作用是提供支撑和保护机器人的其他部分,同时也决定了机器人的外观和形状。
机器人结构还包括关节和链条等机械连接部件,用于实现机器人各部分的协调运动。
2.机器人传感器:机器人传感器用于感知周围环境的信息。
常见的机器人传感器包括摄像头、红外线传感器、超声波传感器、激光雷达等。
这些传感器能够实时监测和测量周围环境的各种参数,如距离、温度、湿度等,为机器人执行任务提供必要的信息。
3.机器人执行机构:机器人执行机构是机器人的动作执行部分,用于实现机器人的运动和操作。
常见的机器人执行机构包括电动机、液压系统、气动系统等。
这些执行机构能够通过控制机器人关节的运动,实现机器人在空间中的各种动作,如抓取、举起、运输等。
4.控制系统:机器人的控制系统负责对机器人的各个部分进行协调和控制,使机器人能够按照预定的任务执行指令。
控制系统包括硬件和软件两个部分。
硬件部分主要由控制器和传感器接口组成,用于接收传感器的输入信号和发送执行机构的控制信号。
软件部分主要由控制算法和编程语言组成,用于处理和分析传感器信息,并生成相应的控制指令。
5.人机交互界面:人机交互界面用于人类和机器人之间的信息交流和指令输入。
常见的人机交互界面包括触摸屏、语音识别、虚拟现实、手势识别等。
人机交互界面使得人类能够通过简单直观的方式与机器人进行交互,有效地控制和操作机器人。
6.电源和能源管理系统:机器人需要能量来支持其运行和执行任务,因此电源和能源管理系统是机器人的重要组成部分。
电源系统提供机器人所需的电能,能源管理系统用于对机器人的能源进行管理和优化。
这样可以确保机器人在执行任务过程中能够持续稳定地运行,提高机器人的工作效率和续航能力。
机器人正反解方法概述

机器人正反解方法概述引言 机器人运动学是机器人学的基础,是描述机器人运动过程中,各个关节及末端执行器的变化情况。
它涉及到两个方面的内容:即机器人正运动学和逆运动学。
机器人正运动学是已知机器人的连杆参数和各个关节变量,求解机器人末端执行器的位置和姿态;而机器人逆运动学恰好相反,是已知其末端执行器的位置和姿态,求解机器人的各个关节变量。
因此,求解机器人位置正反解的方法成为机器人设计中重要的内容。
机器人逆运动学比正运动学问题复杂得多,并且随着机器人自由度的增加,对于逆运动学问题的求解会越来越复杂。
由于机器人逆解的准确性以及求解速度的快慢会直接影响机器人的实时控制,因此国内外研究机器人逆解的求解算法比较多。
自有机器人以来,国内外的专家学者对此也进行了孜孜不倦的探索,目前已经有大量专门的或者通用的位置正反解求解方法问世,如求解正解问题的广泛应用的D-H(Denavit 和Harenberg)分析方法.求解反解的方法大致分为解析法和数值法.具体除了Paul 等人提出的反变换法,Lee 和Ziegler 提出的几何法和Pieper 解法等,还有旋量理论法,神经网络方法和CAD /CAE 集成软件仿真图形分析法等.本文的宗旨就是对这些方法进行概述,简要介绍各种方法的基本原理及内容以及他们适用的范围和优缺点.一. 位置正解求解方法机器人是由多个关节组成的, 各关节之间的相对平移和旋转齐次变换可以用矩阵 A 表如果用 A1表示第 1个连杆在基系的位置和姿态矩阵, A2表示第 2个连杆相对第 1个连杆的位置和姿态矩阵, 根据坐标系位姿相对变换规则, 第 2个连杆相对基系的位置和姿[ 1]:T2= A1A2依此类推, 则可以得出第 n 个连杆相对基系的位置和姿态矩阵:Tn= A1A2A3A4A5A6An 以著名的斯坦福机器人为例[ 3], 该机器人手臂有6 个关节和 6个杆件, 首先建立各关节坐标系之间的齐次变换矩阵 An, 根据运动学方程式计算规则得T6= A1A2A3A4A5A6= [nx Ox ny Oy ax Pxay Py nz Oz 00az Pz01] 其中:{nx= c1[ c2( c4c5c6- s4s6) - s2s5c6] - s1( s4c5c6+ c4s6)ny= s1[ c2( c4c5c6- s4s6) - s2s5c6] - c1( s4c5c6+ c4s6)nz= - s2( c4c5c6- s4s6) - c2s5c6此种方法适应范围广泛,也得到了实践的验证,正确率高,因此得到了较高的应用,是通用的正解求解方法。
第7章-ABB工业机器人的操作与实训全文编辑修改

说明 分布式I/O模块 8位数字量输出\8位数字量输入\2位模拟量输出
分布式I/O模块 16位数字量输出\16位数字量输入
分布式I/O模块 8位数字量输出\8位数字量输入(带继电器)
分布式I/O模块 4位模拟量输出\4位模拟量输入
输送机跟踪单元
7.1.5 机器人通讯
以DSQC651为例。DSQC651提供8个数字输入信号、8个数字输出信号和2个模 拟输出信号的处理。
7.2.3 实训平台实验
实验要求:根据需要,用机器人配合快换磨头工具,对指定工件 进行打磨。
7.2.3 实训平台实验
循迹实验 实验要求:利用标定TCP模块头的针尖循迹轨迹板上的平面矩形、平面圆形、 平面曲线、平面三角形、立体矩形和立体圆形等轨迹。
7.2.3 实训平台实验
流水线实验 实验要求:通过夹爪工具夹取立库中的空料盒,放入定位模块。机器人输出 推料及流水线动作信号,待物料到位后进行视觉拍摄并将数据发送给机器人,通 过吸盘工具准确抓取物料并放入定位模块中的空料盒。通过快换夹爪工具夹取定 位模块中的料盒(已放入物料),放入立库中的空位中。
工件坐标系可由用户自行建立。当机器人选择工件坐标系{A}时,机器人沿 着X轴的运动方向是沿着工件坐标系{A}的X轴方向。若选择工件坐标系{B},则机 器人沿着工件坐标系{B}的X轴方向运动。
7.1.4 建立工件坐标系
ABB机器人的工件坐标系采用3点法,用户分别记录X1,X2和Y1,Z轴方向由 右手坐标系确定。
单轴运动是每一个轴可以单独运动,所以在一些特别的场合使用单轴运动来 操作会很方便。这些特别的场合包括机器人超出移动范围(机械限位、软件限位) 的回调、粗定位、以及大幅度的移动等。
7.1.3 手动操作
探索者机器人说明书(配套教材)

第一章探索者教学机器人简介探索者教学机器人是具有感知功能、判断决策功能和动作执行功能的智能型机器人,它的出现,不仅为中小学信息技术教育提供了新的教学载体,也为各级各类学校的理论和专业教学提供了一个开放式实验实习平台。
通过这个载体和平台,可以学习和了解机械、电子、电机、传感器、单片机、计算机软硬件、人工智能等多方面的知识,培养广大青少年的动手能力、创新能力和协作能力,并在参加各级各类比赛和完成各种应用实验项目的过程中提高学生的综合能力。
通过本章内容的学习,将对探索者教学机器人有一个基本的了解,掌握一些基本的操作方法。
1.1探索者教学机器人的基本结构探索者教学机器人由控制主板、液晶显示器、底盘、阁架、电机系统、电池以及各种传感器组成。
机器设计成圆盘形,层叠式。
由各个机械零部件和电子元器件组成的机电系统,采用开放式接口,交互式语言驱动,各部分可分解组合。
机械电子的开放式接口让使用者可在原有控制板的基础上扩展机械接口,安装多个直流电机和伺服电机。
通过EXPBUS总线扩展卡,还可方便地扩展控制板的功能,如增加超声测距卡、传感器扩展卡、电机扩展卡,I/0扩展卡及通用扩展卡等。
使机器人在原有的基础上,智能化程度更高,功能更强大。
下面通过探索者教学机器人图例(图1-1),一一介绍机器人的各部分名称和作用。
1、底盘、阁架用于承载联结机器的各种机械及电子装置,用户可根据功能扩展的需要设置多层阁架,如图1-2所示。
2、控制主板探索者控制主板采用了基于MC68HC11的扩展系统结构,以较少的外围芯片获得了丰富的硬件功能,其编程采用目前国际上通行的交互式C语言(简称ROBOIC),是机器人发烧友不可多得的、性价比极好的控制主板。
探索者控制主板采用合理开放的布局设计,充分考虑了可拆装性、易操作性和美观性等方面的要求,为用户提供了极其方便的硬件操作空间和安全简易的扩展接口配置,其布局如图1-3所示。
(1)LCD插座:探索者配备了一个16x2的液晶显示模块,将其正确插入该插座,机器人在运行过程中可以显示2行16字符的文本信息,是探索者与操作者的交互界面之一;(2)伺服直流电机口3:探索者控制主板上扩展了四个直流伺服接口,编号为0~3,具备PWM (脉宽调制)功能,可以用于各种直流驱动装置,如直流马达、继电器等执行机构,旁边的红色和绿色用于指示方向;(3)伺服直流电机口2:同伺服直流电机口3;(4)伺服直流电机口1:同伺服直流电机口3;(5)伺服直流电机口0:同伺服直流电机口3;(6)移动轮电机1:探索者教学机器人左右各装备了一个直流驱动马达,分别对应于WHEEL0和WHEEL1两个五芯插座,是探索者的主要移动机构,安装时应注意左右对应关系;图1—1探索者教学机器人整机图从 动 轮电 池图1—2探索者教学机器人拓展图(7)移动轮电机0:同移动轮电机1;(8)电源插座:电池组上电源线连接在此处,连接时应注意电池极性;(9)充电插座:探索者配备的12伏500毫安充电器上的同轴插头插入此插座可以对连接在机器人上的8*1.2伏串联电池组进行充电;(10)充电指示:黄颜色的发光二极管,用于指示探索者是否处于正常充电状态,若快速充电跳线插座短路,则该指示灯不亮;(11)扩展电源插座:给探索者扩展的直流电机口0~3和驱动轮电机驱动口0~1提供附加的电源,电源极性请见板上的标注,附加电源的规格为5~7节1.5伏干电池或7~8节1.2伏串联充电电池,但一般要求等效电压等于或略高于连接于(8)的电池电压;(12)电源开关:用于打开和关闭探索者;(13)电源指示:绿颜色的发光二极管,用于指示探索者是否处于工作状态;(14)电压低指示:红颜色的发光二极管,灯亮时,表示电源电压太低;(15)功能按钮:该按钮占用通用数字输入口7,在用户程序中可以获得该按钮的状态,另外,该按钮与复位按钮联合使用可以使控制板进入特殊启动模式,从而能够进行操作系统的装入;(16)复位按钮:按下此按钮使控制板复位,当与功能按钮联合使用可以使控制板进入特殊启动模式,从而可以进行操作系统的装入,具体做法是先按下功能按钮并保持,然后按一下复位按钮;(17)通用数字口0-6、8-9:通用数字输入口,从左至右编号为0到6和8-9;(18)通用模拟口7-4:通用模拟输入口,从左至右编号为7到4;(19)通讯指示:黄颜色的发光二极管,灯闪烁时,表示控制板正与PC机进行通讯;图1-3探索者教学机器人控制主板布局及接口示意图(20)串行通讯插座:RS232串行通讯接口;(21)麦克风:用于采集声音信号,占用通用模拟接口2;(22)红外调节1:用于调节红外发射管1的发射强度;(23)红外发送1:红外发射管1插座,该插座具有电源极性,用户在拆装时需注意方向;(24)红外接收:红外接受头插座;(25)红外发送0:红外发射管0插座,该插座具有电源极性,用户在拆装时需注意方向;(26)红外调节0:用于调节红外发射管0的发射强度;(27)光敏传感器1:预设的光敏电阻插座1,与右边的光敏传感器对应,也可以作为通用模拟输入口使用,编号为1;(28)光敏传感器0:预设的光敏电阻插座0,与左边的光敏传感器对应,也可以作为通用模拟输入口使用,编号为0;(29)扩展接口:该扩展接口插座与LCD插座一起构成了探索者的扩展总线;(30)红外频率调节:用于调节红外振荡电路的频率,使其位于38KHz左右;(31)快速充电:若需对电池组进行快速充电,应将该跳线座短路;(32)蜂鸣器:可以在用户程序的控制下产生不同频率的声响。
otc焊接机器人讲义完结版分解

宁波技师学院船舶系焊接机器人讲义宁波技师学院船舶系李旭明夏琦男焊接机器人讲义目录1.基本操作。
12.常用术语。
63.T/P 键及操作面板的认识。
10 4.常数菜单的学习。
17 5.实例操作。
79 1)平位平面图形的编程2)平焊直道加摇动的焊接3)平角焊缝的焊接4)空间复杂地点的编程基本操作基本操作进行示教进入示教模式(操作面板)(T/P )投入运行准备选择手动坐标系选择手动速度以手动移动机器人选择程序记录步骤挪动命令应用命令输入参数记录 END选择步骤插入步骤挪动命令应用命令输入参数删除步骤覆盖步骤只修正移动命令的地点进行确认选择行进退后检查的速度进行行进退后检查排除输入等候排除焊接完成等候进行速度OVERRIDE以手动方式使输出信号ON/OFF进行自动运行进入再生模式设定运行模式设定启动选择、程序选择启动停止断开运行准备小诀要大方便可用屏幕编写进行任何修正为程序取名字从名字一览表选择程序删除程序复制程序显示监察器在监察器间挪动关闭监察器常用术语坐标标准以机器人的正面为基准,其前后为X 坐标,左右为Y 坐标,上下为 Z 坐标的正交坐标。
正确称为机器人坐标或机械坐标。
此坐标成为直线内插动作或移位(SHIFT)动作等的计算基准。
坐标变换标准比方把离线示教( OFF-LINE TEACHING)编制的作业程序下载于实质的机器人的情况,机器人与工件的相对地点会有变化(包括移位、旋转、倾斜)时,将作业结束程序的地点加以校订的功能。
程序变换功能中之一种。
工具坐标标准以工具为基准的坐标系。
一定依照实质装上的工具形状、方向加以设定。
依据工具的安装面(凸缘面:FLANGE面)到工具前端的长度与角度加以定义。
用户坐标标准不是机器人固有的坐标,是将外头设备的设置状态加以合并设定的坐标系。
一设定章很简单示教精度标准机器人虽会正确再生所示教的地点,但依场所,也有不须正确决定地点的地方。
依据什么程度的精度来动作,由精确度( ACCURACY)的数值来指定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第二个型号HIT-Ⅱ为12 个自由度, 该机器人髋关节和腿 部结构采用了平行四边形结构. 第三个型号HIT-Ⅲ为12 个自由度, 踝关节采用两电机交叉 结构, 同时实现两个自由度, 腿部结构采用了圆筒形结构. HIT-Ⅲ 实现了静态步行和动态步行, 能够完成前/ 后行、侧行、转弯、 上下台阶及上斜坡等动作. 2) 国防科技大学也进行了这方面的研究. 在1989年研制 成功了一台双足行走机器人, 这台机器人具有10 个自由度, 能完成静态步行、动态步行. 经过10年攻关,国防科技大 学于2001年12月研制成功我国第一台仿人机器人——“现 行者”,实现了机器人技术的重大突破。“先行者”有人 一样的身躯、头颅、眼睛、双臂和双足,有一定的语言功 能,可以动态步行。
仿人机器人研究与发展
2013年6月17日
主要内容
一.国外仿人机器人的研究概况 二.国内仿人机器人的研究概况 三.仿人机器人的发展方向
四.仿人机器人的应用
五.仿人机器人的展望
“机器人”一词的由 来
1920年,捷克剧作家卡里洛·奇别克在其科幻剧本 《罗萨姆万能机器人制造公司》(Rossum’s Universal Robots)首次使用了ROBOT这个名词,意思是“人造的 人”。现在已被人们作为机器人的专用名词。
第一部分 国外仿人机器人的研究概况
仿人机器人的研制始于二十世纪六十年代末,研究工作进 展十分迅速,如今已成为机器人技术领域的主要研究方向 之一。 1)1968年,美国R.Smosher(通用电气公司)试制一台叫 “Rig”的操纵型双足步行机器人机械,从而揭开仿人机 器人研制的序幕。 2)1968年,日本早稻田大学加藤一郎教授在日本首先展 开了双足机器人的研制工作。 1969年研制出WAP-1(Waseda Auicmatic Pedipulator)平面 自由度步行机,采用人造橡胶肌肉为关节,通过肌肉收缩 牵引关节转动而迈步,具有六个自由度,但稳定性不高。 1971年,加藤实验室研制出WL-5双足步行机器人,采用 液压驱动,具有11个自由度,可以实现固定步幅、速度的 景泰步行。
机器人学是一门综合性的新兴学科, 它涉 及机械工程学、电气工程学、微电子工 程学、计算机工程学、控制工程学、信 息传感工程学、声学工程学、仿生学以 及人工智能工程学等多门尖端学科。仿 人机器人是机器人学的一个分支。
仿人机器人与轮式、履带式机器 人相比的优点
1)能适应各种地面且具有较高的逾越障碍的能力,能 方便的上下台阶以及通过不平整、不规则或较窄的路面 ,移动盲区小; 2)能耗很小。该机器人具有独立的能源装置,同时, 机器人力学计算表明,足式机器人的能耗通常低于轮式 、履带式机器人; 3)具有广阔的工作空间。由于行走系统占地面积小, 从而活动范围大,为其机械手提供更大的活动空间。 4)其科研促进机器人学及其他相关学科的发展。双足 行走是生物界难度最高的不行动作,其步行性能是其他 步行结构无法比拟的,从而推动机器人学的研究及发展 。
4)日本本田公司从1986年至今推出了P系列1、2、3型 机器人,着重于设计一般家用机器人。P3和ASIMO的 推出,将仿人机器人的研制推上新台阶,使仿人机器人 的研制和生产走上实用化、工程化和市场化的道路。
P1
P2
P3
图3
5)法国BIP2000计划是由法国de Mecanique des Soloder s de Poitiers 实验室和INRIA 机构共同开发的 一种具有15 个自由度的双足步行机器人,其目的就是 建立一整套具有适应未知条件行走的双足机器人系统, 他们将此项目分为INRIA、LAG-CN RS、LMSCNRS 和LMP-CNRS 4 个组, 分别完成不同的任务 ( 如INRIA 主要完成系统实时控制的理论及实际的 研究, 研究极限环和稳定性以及行走在斜坡上的研究; LAG-CNRS 研究上双足机器人系统的建模和优化控制; LMS 负责机械结构的设计; LMP 主要研究运动生理学 方面以便为此计划提供数据). 为了使控制系统设计 简化, 他们采用了复杂系统控制中广泛被采用的分层 递解控制结构.
第二部分 国内仿人机器人的研究概况
国内起步较晚,1985年以来,相继有几所高校进行了 这方面的研究并取得了一定的成果. 其中以哈尔滨工业大 学和国防科技大学最为典型 1) 哈尔滨工业大学自1985 年开始研制双足步行机器人, 基于控制理论曾经获得自然科学基金和国家“8 63”计划 的支持, 迄今为止已经完成了三个型号的研制工作: 第一个型号HIT -Ⅰ为10 个自由度, 重100kg,高1. 2m, 关节由直流伺服电极驱动, 属静态步行.
3)日本机械学院的S.Kajita等针对一台具有4台前向驱 动电机且完全安装在机器人上的五连杆平面型双足步行 机器人Meltran I,研究其动态行走方法。为使机器人实 现稳定周期性动态行走,采用约束控制方法,剔除理想 线性倒立摆模型,同时提出机构轨道能量守恒概念,实 现在已知不平整地面下的稳定动态步行。 1996年,又在此基础上加载超声波视觉传感器以实现反 馈功能,Meltran II成功实现在位置路面上的动态行走。
图4 先行者
3) 清华大学、上海交通大学、北京航空航天大学等 高等院校和研究机构也在近几年投入了相当的人力、物 力, 进行智能仿人机器人的研制工作.
WABOT-1 图1
WABOT-2 图2
1973年,加藤等人在WL-5的基础上配置机械手及人工听 觉、视觉装置,组成自主式机器人WAROT-1。
1980年,推出WL-9 DR双足机器人,采用预先设计步行方 式的程序控制法,用步行运动分析及重复试验设计不太轨迹, 用以控制机器人步行运动,同时,采用以单脚支撑为静态,双 脚切换为动态的步行方案,实现固定步幅速度的准动态步行。 行走速度较之前有所提高。 1984年,研制采用踝关节力矩控制的WL-10RD双足机器人, 实现更为高速的平稳动态步行。 1986年,成功研制WL-12(R)步行机器人,通过躯体运动来 补偿下肢的任意运动,实现了平地动态步行,速度也由最初的 每步45s缩短至每步1.3s。