小型仿人机器人控制系统设计

本文提出了一种以ARM9为主控制器的新型的仿人机器人分布式控制系统。单片机和外部计数器组成关节控制器。主控制器和关节控制器之间采用USB通信。从而实现了控制系统的小型化和低功耗。通过该系统控制小型仿人机器人完成了行走实验。     

利用Inventor设计仿人机器人外壳

一、引言仿人机器人不同于一般意义上的工业机器人,它是一种形状与人类似、具有移动功能、操作功能、感知功能、记忆和自治能力、能够与人交流的智能机器。世界上有很多研究机构在其研究中投入了相当的人力和物力,其中以日本的本田和索尼公司成绩最为引人注目。自1996年以来,日本本田公司的P2、P3相继问世,2002年在横滨机器人博览会上本田最新式的Asimo的出场再次引起轰动。其后本田的Asimo被以每年数十万美金的价格出租给IBM,它在世界各地的巡回展览给研究者带来了经济效益。同时,索尼公司推出的SDR-4X在博览会上更是大展风采。SDR-4…     

仿人机器人概述

１引言现阶段 ,机器人的研究应用领域不断拓宽 ,其中仿人机器人的研究和应用尤其受到普遍关注 ,并成为智能机器人领域中最活跃的研究热点之一。研制与人类外观特征类似 ,具有人类智能、灵活性 ,并能够与人交流 ,不断适应环境的仿人机器人一直是人类的梦想之一。世界上最早的仿人机器人研究组织诞生于日本 ,１９７３年 ,以早稻田大学加藤一郎教授为首 ,组成了大学和企业之间的联合研究组织 ,其目的就是研究仿人机器人。加藤一郎教授突破了仿人机器人研究中最关键的一步———两足步行。１９９６年１１月 ,本田公司研制出了自己的第一台仿人步…     

一种小型仿人机器人的设计、制作与舞蹈功能的实现

小型仿人双足机器人是一种机电一体化装置,完成其结构设计、样机制作以及动作编排需要进行系统探索。依托机器人基础知识和专业技术,对该机器人进行了详尽分析,根据仿生学目标进行了机器人自由度分配,且依据研发任务选择了机器人驱动元件,进而使用solidworks软件进行了机器人结构造型设计,并完成了实验样机的结构组装和系统调试。设计了一个机器人“舞蹈”程序,该程序采用分层软件架构方法,设计了驱动层、应用层和执行层,使机器人软件系统的各个部分分工明确,且使机器人在跳舞过程中能够保持各部位的协同运动,同时保证机器人重心稳定,不会摔倒,实现了机器人的“舞蹈”动作。该项工作表明,小型仿人双足机器人的设计方案具有一定的合理性与可行性,对促进青少年掌握机器人技术极有帮助。     

小型仿人机器人电机控制系统的设计与实现

设计小型仿人机器人的电机控制系统,以实现多自由度运动控制和协调是机器人技术中的一个难点。针对传统控制器控制的电机数量少、难于实现关节协调的缺点,提出一种基于数字信号处理器（DSP）的新型电机控制系统。通过整合DSP、电机控制集成电路和正交解码单元,发挥DSP的运动控制能力,实现对多路不同类型电机的实时控制。该系统可以获得符合要求的转角控制精度。     

BHR-3型仿人机器人设计

本文系统介绍BHR-3型仿人机器人,包括系统构成,机器人的控制系统设计、步行规划设计等,通过实验验证设计方法的有效性。广东科学中心展出该机器人,是国内第一家使用完全自主知识产权的高端仿人机器人进行科技展示的单位。展示验证了BHR-3系统的可靠性和仿人机器人进行科技展示的可行性。     

CAN总线在仿人机器人运动控制系统中的应用

文章先对CAN总线进行了介绍，然后把CAN总线应用到仿人机器人中，设计出一种适合仿人机器人的分布式运动控制系统，并给出了详细的设计过程。整个控制系统层次清晰，结构灵活，对仿人机器人的进一步发展具有积极的作用，同时为现场总线在仿人机器人中的应用提供了重要的参考。     

基于现场总线的仿人型机器人控制系统

文章介绍了先进仿人型机器人的控制系统结构,分析了其中分布式控制系统的一些特点,提出了一种基于现场总线的无缆仿人型机器人控制系统,从而较好地解决了控制系统性能与自载特性之间的矛盾。     

智能仿人机器人的现状及展望

仿人机器人是当前智能机器人研究领域中最新的研究方向之一,并引起了广泛的注意。本文介绍了作为智能机器人重要表现形式的仿人机器人的特点,对世界上针对仿人机器人的研究工作进行了综述,指出了各自的侧重点及不足之处,指出了今后研究工作的重点。     

基于CAN总线和DSP的仿人机器人运动控制系统研究

从全新的角度对仿人型机器人运动控制系统进行了尝试和探索，提出了一种以DSP为核心、CAN总线为通信标准的新型控制结构，并分情况给出了三种不同的设计方案。整个控制系统集成在机器人本体上，结构灵活，工作稳定可靠，经实践证明，十分适合仿人机器人的控制。     

A Compact/Open Network-Based Controller Incorporating Modular Software Architecture for a Humanoid Robot

This paper presents the design of a compact/open network-based controller incorporating modular software architecture for various kinds of robot applications. Within the proposed controller scheme, a standardized real-time network like CAN connects the central motion control part and the servo control part. Thus, the size of the servo controller becomes small enough to be attached inside the robot body and the control software can be designed with an open and modular concept. The open/compact controller incorporating a modular software architecture offers benefits of reduced engineering costs. The proposed architecture has been implemented on a KIST humanoid robot controller platform and its performance has been verified through experimental tests.     

半自主类人型机器人足球系统的优化设计

目前类人型足球机器人方面的研究还比较少,FIRA也把类人型机器人引入到足球领域不久,各个方面还不成熟,还有很大的发展空间。在这样的背景下,自主设计一个较好的类人型足球机器人系统,并且在实验和比赛中都证明了它的有效性。本文重点以视觉系统和决策系统为研究对象,针对视觉误差提出了一种新的校正方法,可以使误差率很小。针对决策系统,通过常见的决策程序设计框架的研究,提出了一个改进的程序设计框架,并且通过实验和比赛的检验,证明了该改进的程序设计框架的有效性,大大增强了机器人的比赛能力。     

微装配机器人的控制软件设计

针对亚毫米级微型零件的装配精度和效率偏低的问题,构建了21自由度微装配机器人控制系统。首先简要介绍了其控制系统的硬件组成。接着将系统控制软件分解成相应的功能模块,并由这些软件模块组成二个控制阶段,以完成整个微装配过程。提出了一种通用的基于.NET框架的＂四层架构＂设计模式,简化了各软件模块的编写工作,重点讨论了各层的功能及实现细节。最后,成功地应用了所提出的设计方案构建了微装配系统,结果表明该控制系统极大的改善了装配精度和装配效率,能够满足微装配作业的要求。     

机器人仿生脸的三维运动仿真

本文对人类产生典型表情时眼睛、眉毛、嘴和下颌的运动过程进行了分析,统计出了各器官的运动范围。采用AutoCAD和3DS MAX设计制作出了机器人仿生脸的三维结构模型,并建立了机器人仿生脸的机构运动传递关系。通过MAXScript脚本程序实现了三维运动仿真的参数化控制,获得了几种典型表情的仿真动画。     

仿人型跑步机器人矢状面跑步运动的实现

基于“虚拟腿”的概念,提出了一种新的方法实现仿人型跑步机器人在矢状面内的跑步运动．首先,规划机器人质心的轨迹; 在起跳阶段通过求解“虚拟腿”的二自由度动力学方程,规划机器人质心的轨迹;在飞行阶段机器人质心做自由落体运动．然后,对机器人双脚的运动和上臂的运动进行规划,采用牛顿—拉斐逊法求解非线性方程组得到机器人在每个时刻的运动学参数．最后,根据动力学方程求出各个关节的驱动力矩．仿真实验结果表明：机器人跑步时各个关节角度和关节驱动力矩变化平稳,运动稳定裕度大,机器人可以实现1.2m/s的跑步速度,因此机器人的跑步动作设计合理．     

基于情感交互的仿人头部机器人

本研究的目的是设计一台机器人,使它可以与人互动,并在日常生活中和常见的地方协助人类．为了 完成这些任务,机器人必须友好地显示出一些情感,表现出友好的特点和个性．依据仿生学,研制了一台仿人头部 机器人,建立了机器人的行为决策模型．该机器人具有人类的6 种基本面部表情,以及人脸检测、语音情感识别与 合成、情感行为决策等能力,能够通过机器视觉、语音交互、情感表达等方式与人进行有效的情感交互．     

基于参数化最优的仿人机器人倒地运动控制

针对仿人机器人的倒地运动控制,用经典的参数化优化方法求得最优控制函数的一个近似解．然后, 利用参数化控制及强化技术,基于几个分段的常数去逼近最优解,再将最优控制问题转化为一系列参数优化问题． 利用该方法提出了仿人机器人倒地优化控制算法,并与遗传算法进行了比较．最后,通过仿真对算法进行了验证．     

国外仿人机器人发展概况

介绍了国外仿人机器人发展的特点,详细分析了日本、美国和韩国等国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,作者讨论了仿人机器人各部分自由度的选用,分析了仿人机器人传动和控制设计中的一些问题．就国外仿人机器人发展对中国的启示提出了看法．