一种仿人机器人面部的结构设计

介绍一种仿人机器人面部的机械结构设计。对产生每种面部表情所需的运动形式和范围进行了分析 ,设计出了眉毛、眼睛、嘴和下颌 4个运动模块。机器人面部的运动是由 2 3个步进电机来驱动的 ,通过这些运动 ,机器人面部就能产生像人一样的表情。     

一种具有人造皮肤的仿人表情机器人结构设计

具有人造皮肤的表情机器人结构设计是仿人表情机器人的研究热点。现有大部分仿人表情机器人通过10个以上的驱动分别牵引人造皮肤上的控制点来实现表情,成本较高、结构复杂,不利于表情机器人的推广与运用。因此,根据表情的实现原理,结合对称性和基本表情实现的特点,提出了最少驱动数为7的仿人表情机器人结构设计,对FACS理论的分析,设计出用较少驱动来牵引人造皮肤,实现基本表情的仿人机器人,能较大降低成本,有利于对表情机器人的推广。并通过实验样机验证了设计。该研究为仿人表情机器人的进一步研究提供了参考。     

仿人面部表情机器人的控制系统设计

介绍了基于AT89S52单片机的仿人面部表情机器人的运动控制系统硬、软件结构.通过对人类个性面部表情的分析,设计了面部机构的控制算法.通过实验完成了7路舵机的运动控制并实现了各个不同的面部表情.为进一步研究智能面部表情机器人提供了一定的基础.     

仿人面部表情机器人研究现状与展望

仿人面部表情技术在实现仿人机器人与人的情感交流上起着非常重要的作用.文中首先对美国汉森机器人技术公司和麻省理工学院、日本早稻田大学和东京理科大学,以及我国哈尔滨工业大学的表情机器人研究进行了分析比较.然后讨论了表情机器人研究在FACS理论、仿人头部机械设计和机器人情感等方面的关键技术.最后对表情机器人发展中亟待解决的问题及趋势做了展望.     

具有视觉及面部表情的仿人头像机器人系统设计与研制

设计并研制了具有面部表情和对人类表情识别机能的仿人头像机器人系统.该机器人具有弹性面部皮肤机构,能够实现从CCD图像采集装置获得人类的自然、开心、生气、悲伤、惊讶、厌恶等表情图像,然后进行表情识别,并根据识别结果,对机器人面部皮肤和头部器官进行运动控制再现表情;提出了用于实现机器人表情再现控制的表情特征点偏移量及偏移系数概念和计算方法,解决了图像不同比例、人与机器人面部差异情况下机器人表情再现控制问题;实验结果表明,该机器人能够逼真地再现出所识别的人类6种基本表情.     

基于HyperWorks仿人机器人面部表情仿真

仿人机器人面部表情的实现是人机交互的重要组成部分,为了实现仿人机器人的面部表情,首先通过观察日本女性JAFFE的大量照片,分析面部表情的动作特征,在原有的7种基本表情模型的基础上,增加感兴趣这种表情,将人的基本表情分为8种。然后根据基本表情的面部动作特征,设计机器人面部表情特征点。在Solid Works中建立三维模型,借助于Hyper Works有限元软件对8种基本面部表情仿真分析,得出在弹性皮肤上驱动的载荷参数,为机器人样机表情的实现提供了一定的依据。     

可交互式面部表情机器人系统设计

面部表情机器人在国内研究还处于初级阶段。以模块化机器人套件为平台,设计了一个可交互的面部表情机器人,可以实现机器人头部的运动包括颈部左右旋转、上下点头、眼球转动、眉毛挑动、嘴巴张合等,进一步以实现各种动态表情,比如唱歌、大笑、微笑、忧郁以及与人对话等,从而表达机器人内在情感状态,最终使机器人能通过丰富生动的表情与人进行自然流畅的情感交流,为研究人机交互提供了可能。     

小型仿人机器人系统的设计

提出了一款新颖的小型开环控制双足行走机器人系统,该系统由机械系统、驱动系统和控制系统3部分组成.关节自由度为21个,比目前流行的小型机器人的17自由度增加了4个自由度,实现了机器人的协调稳定运动,SSC-32舵机控制器的应用使机器人的运动程序编写更加便利,从而可以使设计人员把主要的精力用于动作的设计.     

一款迎宾机器人的头部结构设计

介绍了一款迎宾机器人的头部机械结构设计,迎宾机器人头部有眼睛、眼睑、下颚、颈部4个运动模块,可以实现6个运动自由度,分别为眼睛上下转动、眼睛左右转动、眼睑开合运动、下颚开合运动、颈部点头运动和颈部摇头运动.详细介绍了各运动部分的机械结构设计及运动学分析,并给出了未来的工作方向.     

仿人机器人头颈协调系统的研制

研制出仿人机器人头颈协调系统,主要包括仿人机器人和控制系统。仿人机器人具有22个自由度,控制系统采用上下位机结构,并完成包含四种工作模式的人机软件界面。在ADAMS软件中,对眼球圆周转动以及眼颈协调运动进行运动学仿真。实验结果表明,在头颈协调系统中,机器人的面部器官能够逼真地再现8种基本表情,结合颈部运动,可以实现更多丰富多样的表情,比如愧疚、仰天大笑及傲慢等,头颈协调运动能够使得机器人实现对小球和人脸的可靠性检测和跟踪。     

基于AVR的双足步行机器人舵机控制

在AVR系列单片机基础上,提出一种并行积分式多路PWM波产生算法,具有较高的控制精度,可控制大量舵机,并以此设计出双足步行机器人行走步伐程序,实验证明舵机运行稳定,追随性能好,速度调节方便;机器人行走稳定,步伐频率高、步幅大,程序具有很强的通用性。     

基于SMA驱动的微型机器人系统

本文提出了一种基于SMA驱动的刚/弹耦合式微型蠕动机器人,该机器人的特殊结构不但显著地增大了其移动速度,而且使该机器人具有了主动转弯能力,在一定程度上克服了目前SMA机器人移动速度慢、只能被动转弯的缺点.同时,该机器人利用两组偏心轮自锁机构及相应的平行四边形换向机构使其具有双向移动能力.文章最后对该机器人的控制系统进行了介绍.     

一种小型履带机器人结构设计与实现

设计了一种小型关节式履带机器人,其主要特点是结构紧凑、体积小、重量轻,便于携带.介绍了主要功能指标,并详细分析了其机械结构.实验证明了其有较强的越障能力和环境适应能力.     

基于虚拟样机技术的四足机器人结构设计

四足机器人属仿生机器人,产品设计要经过周而复始的设计-实物试验-再设计过程,才能达到要求的性能。本文采用虚拟样机技术对四足机器人进行结构设计,通过在虚拟样机系统中加入零件的物理信息(如材料种类、密度、关节摩擦,接触力等),在ADAMS环境下,对虚拟的四足机器人进行运动仿真。仿真试验发现机器人膝关节所受冲击力过大,因此改进方案,重新设计腿部结构。改后结构的仿真试验表明:新结构明显的减小了机器人运动中所受的冲击力,体现了虚拟样机技术在四足机器人结构设计与功能模拟一体化,便于提出优良设计方案的优势。     

基于机器人视觉的服务机器人表情识别研究

开发了一种基于机器人视觉的表情识别系统。系统首先基于人脸肤色及Gabor纹理特征精确定位人脸区域,其次用Gabor小波变换提取表情特征并设计基于支持向量机的表情分类器,最终实现对7种人脸基本表情的识别。实验表明,该方法在室内环境下能够实时地识别表情并具有较高的识别成功率。     

模块化双足机器人的结构设计及仿真

利用德国AMTEC公司生产的PowerCube模块设计了3种不同结构的双足机器人，以Pro／E软件绘出简化后的三维图形，并借助Matlab软件的机构系统模块集（SimMechanics Blockset）对单腿运动进行了仿真，结果表明所设计的结构合理。     

压电陶瓷驱动微小型步行机的设计与仿真研究

为适应微细操作的需要,研制了一种压电陶瓷驱动的微小型步行机样机。该样机利用仿生蠕动原理,能方便地实现平面上三自由度运动。分析了步行机的移动机理及结构组成。基于ADAMS的动力学仿真结果分析了各种因素(包括步行机与运动平面的摩擦状况、激励电压的幅值和频率等)对步行机运动的影响。仿真结果表明了运动的可行性。     

基于纽结理论的五自由缝合机器人设哥

为了解决临床的微创手术缝合打结成功率低的问题,根据“扭转打结”法理论,设计出适合微创手术缝合打结的机器人系统。通过运用蒙特卡罗（MonteCarlo）方法对系统工作空间进行分析,得出能满足临床微创手术要求的机器人系统的结构参数。     

基于单开链的纯转动三自由度并联机器人机型设计方法

基于有序单开链理论与方法，提出了三自由度的动平台可实现三个方向转动的并联机构机型设计方法和过程；给出静平台上以三个转动副或移动副为主动驱动且具有某些拓扑对称性的7种基本机型；按照基本回路的过约束性、机构耦合度、运动输入一输出控制解耦性、拓扑对称性等特性，对所得到纯转动三自由度并联机构进行分类，依不同设计要求，推荐优选机型。     

一种旋转型机器人柔性关节设计与分析

通过对人类膝关节柔性产生机理研究,仿照动物关节肌肉-肌腱组织设计出一种适用于电机驱动的旋转型柔性关节。通过研究对比旋转型SEA（series elastic actuator）与直线型SEA机构特点,提出一种由8个压缩弹簧协同组成的柔性输出机构,并建立柔性输出机构刚度模型,确立了弹性元件参数与柔性关节等效刚度的数学关系。在此基础上,对柔性关节整体进行紧凑化设计,电机、减速器、柔性输出机构集中安装于关节部位,使柔性关节模块化、通用性强。通过对该柔性关节软件仿真及关节样机测试,验证了关节抗冲击能力和柔性输出能力可以满足柔性关节型机器人对柔性关节的应用需求。