三自由度机械臂的继电式控制

本文介绍了一个具有三个自由度机器人手臂的继电式控制器的设计方法。通过公式,表达了该机器人手臂的数学模型、继电式控制器和其电气拖动装置的特征。利用VAX11/750计算机进行继电式控制器开关时间的计算,以及手臂移动的模拟。而利用现有的M6800单板机作继电式控制器,对一台试验性机器人手臂进行了实际的控制试验。这台试验性机器人手臂同数学模型机是相似的。这个试验,证实了实际结果同模型机器人的计算结果是相当一致的。     

新型的人形机器人

为了进行大脑的研究，日本科学技术协会的；川户动态脑计划”已提出对机器人进行研究，并已开发了一种人形机器人，它具有与双眼、颈、双臂、腰和双脚有关的３０个关节，并都设计成接近于人的高级功能。通过眼睛动作的学习和视觉模拟，该机器人可以表演冲绳岛地区的一种地方舞蹈及步行方式。利用人形机器人对大脑进行研究是这个研究领域中的首次尝试。采用这种人形机器人是特别有效的，因为它能转动眼睛，移动手臂和双脚。 在此计划中，基于只有通过建造一只大脑才能更好地了解大脑功能的最初想法，在神经生物学研究、研究人脑活动的非侵入…     

具有7自由度和双球型髋关节的仿人机器人下肢运动分析与规划

提出了具有7自由度和双球型髋关节的仿人机器人下肢机构．它和传统的6自由度双足步行机构相比,具有下述两大优点．首先双球型髋关节使机器人在不增加腰部关节的情况下实现腰部的基本运动功能,使机器人能够直立行走;其次在给定腰和足部位置时,它也能和人类一样实现转动双腿的动作．本文还对该复杂机构进行了运动特性分析、运动学求解、运动规划和实验验证．     

一种用于人形机器人动作规划的ZMP补偿方法

人形机器人的动作规划是机器人研究领域的一个重要目标,ZMP（零力矩点）理论是人形机器人动作规划的一个基本理论。本文提出了以ZMP理论为基础的用于实现人形机器人动作规划的ZMP补偿方法,说明了该补偿方法的基本思想,推导了补偿数学模型,对该补偿方法进行了仿真实验,并用SHR-6S机器人进行了实体实验,对实验结果进行了实体分析,验证了该ZMP补偿方法在人形机器人动作规划中的有效性。     

基于智能交互机器人平台的教学与实践

为了将智能机器人及其相关技术更好地引入到智能学科的教学与科研之中,我们研制了具有17个自由度的双足步行机器人教学平台。在该平台上可以完成12个与智能科学相关的试验。为了使人与机器人之间的交互能像人与人一样自然、亲切和生动,我们以仿生学为基础,设计并研制了具有某种程度的情感处理和表达能力的情感机器人。该机器人通过视觉、听觉和触觉等来感知外部环境的变化,利用六种面部表情、肢体动作和语音来表达自身的情感。     

与人协调工作的机器人

日本Ｏｍｒｏｎ公司开发了一种能够按人的指令或手势进行工作的自主式双臂的移动机器人,它能与人一起协作搬运桌子。该机器人采用了该公司的传感技术和控制技术,并且是世界上第一台适应自然交流方式的与人协调工作的机器人。它超出了对现有机器人的限制,与人更接近了一大步。 这种新开发的称作“奇才”的机器人,其腿部采用了全向机动轮,头部装有一台ＣＣＤ摄像机,有两只手臂,每只手臂有７个自由度,能举起最大２０公斤的重物,其腕部装有６轴力传感器。机器人主体部分装有４台个人计算机,总共有７个中央处理单元。机器人依靠电池可…     

对与人有联系的机器人的研究

与人有联系的物体或者机器人应该给它采取一个什么样的形态呢，以往已经对各种各样物体进行过研究。例如，人们甚至对计算机也进行过拟人化的研究，甚至让人看出一种尊严的形象。特别是在机器人具有和人相类似的形象的时候，只要让人看到机器人能够完成和人一样的举止动作时，就会被理解为机器人也具有和人一样的意识。拟人化使机器人具有与人类似的头部和手臂，人与机器人的互动研究就盛行起来了，于是开始研究人的姿势、眼神和手指动作等所产生的效果和利用机器人完成服务项目等问题。     

摆脱家务，指日可待

东京大学研究人员研制了一款名叫Kojiro的人形机器人,它的独特之处在于“骨骼结构”与人类相似,这也就意味着他的动作更加自然,能像人类一样做家务!但愿能够拯救懒人宅男们的生活。     

高自由度舞蹈机器人的设计和实现

该设计针对Robocup机器人大赛中舞蹈机器人项目的要求,以51单片机为处理器设计实现了基于舵机的高自由度复杂舞蹈机器人的动作控制,并在此基础上增加对直流电动机的控制来提高其性能。     

基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制系统的设计

为了使仿人机器人手臂抓取控制系统更加智能化,提高运行效率,设计并实现了一种基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制系统。系统采用PMAC运动控制器完成机器人运行数据的传递、处理以及对机器人手臂抓取工作台的控制,采用Accelus系列数字伺服驱动器,调控仿人机器人运动位置和速度,通过关节控制器对机器人抓取过程中手臂关节的位置、速度以及角度信息进行控制,通过以S3C2440为核心芯片的上位机,实现仿人机器人手臂控制的远程通信以及抓取任务的调度,完成仿人机器人手臂抓取的智能控制,软件设计过程中,对基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制算法进行了详细分析,并给出了机器人手臂抓取控制程序代码实例,通过仿真实例验证了本系统的可用性和实用性。     

基于机械臂运动学模型的写字机器人手臂写字控制系统设计研究

写字机器人是当前重要的实用机器人之一,为了实现机器人手臂写字功能。此次研究对写字机器人手臂进行了运动学分析,设计了新的机器人运行程序。新程序使用控制器和混合控制,搭建了写字机器人手臂书写控制的仿真模型。新模型能够模拟机器人写字动作,模拟真实机器人工作流程。实验结果表明,通过对仿真模型和写字控制系统的数据测试,使用新程序的写字机器人在书写流畅度和美观度都有所提升,在预测机器人书写轨迹的前期会出现预测偏差值在1～1.2左右。因此,使用控制程序能够使机器人的手臂控制能力得到提升,书写能力得到提升,这对于后续提升写作机器人控制的流畅性具有重要价值。     

六自由度辅助型康复机器人手臂的研究与设计

本文介绍了以PIC单片机为核心控制器的六自由度辅助型康复机器人手臂,该手臂关节采用模块化设计,控制系统主要由PIC智能控制模块和电机驱动模块组成,通过试运行,状况良好。本文最后探讨了该机器人手臂的未来发展趋势。     

舵机构成的六自由度示教型机械手臂设计

机械手臂在工业生产、灾难救援、手术医疗等方面有着广泛的应用。我国目前在设计和生产机械手臂上创新不足,与国际先进的生产商也有着巨大的差距。加大这方面的专业人才培养必须要有对应的实践操作设备。目前,机械手臂生产商的设备昂贵,为实验室建设和设备操作的普及带来昂贵的经济成本。因此,开发一款经济实用的示教型机械手臂可以助力人才培养。开发的机械手臂主要是由舵机和机械手臂控制器组成的六自由度机械手臂。每个舵机可以单独控制。连续多个舵机的动作,可以使机械臂到达指令位置,也可以使用动作组控制模式让机械手臂到达指定的位置。机械臂的驱动控制上采用PCA9685芯片作为PWM驱动信号的来源。该芯片能够输出16路PWM信号,以便后续的扩展。该型机械臂可用于完成各种设定动作,可以满足课堂上的机器人运动学原理讲授和演示需要,从而开展正常的教学活动。     

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。     

STM32的小型仿人机器人控制系统设计

仿人机器人是一种集机械、电子、控制、通信、计算机等多种技术于一体的智能系统,而控制技术是它的核心.本文设计了一款基于STM32F103芯片的小型仿人机器人控制系统.该控制系统通过输出10路PWM波实现机器人的关节运动控制,通过红外测距传感器实现机器人避障,通过姿态传感器MPU6050实现机器人的姿态测量.经过试验验证,在该系统的控制下,10自由度小型仿人机器人能够稳定行走并完成各种预期动作,且能够实现自主避障功能.     

仿人机器人轻型高刚性手臂设计及运动学分析

重点研究了7自由度轻型高刚性作业型仿人机器人手臂的机构设计和运动学分析方法.首先使用动力学仿真、有限元分析与实验测试相结合的方法,设计了仿人机器人手臂,该机械臂结构紧凑、质量轻、刚度高.同时,提出结合查询数据库和逆运动学计算去模仿人类手臂姿态,从而获得逆运动学最优解的方法.该方法不仅解决了冗余自由度带来的逆运动学多解问...     

为机器人安装一条旋转坐标手臂

旋转坐标型手臂能提供了较大的灵活性，而且只需要很少的部件。本期中所讨论的手臂只有两个自由度。但是，你会发现，虽然只有两个自由度，该手臂也能做许多事情。它可作为静止的“拿起一放下(物体)”型的机器人单独使用，也可以装在移动的平台上。本期给出的构建手臂的讨论只针对左手臂，右手臂的构建只是左手臂的镜像。     

六自由度双臂机器人动力学分析与运动控制

人形机器人运动过程中稳定持物是机器人领域的一个关键研究内容,作为人形机器人中的重要研究方向,六自由度双臂机器人合作抓持重物的稳定性和安全性难以保证。通过对机器人持物运动过程中的受力和运动分析,提出了基于配置构型评估和动力学分析的控制方法,有效解决了持物过程中的稳定性问题。通过对轨迹点的局部最优调整抓取姿态,利用双臂操作过程中受力分析,借助典型的Lu Gre摩擦模型,构建摩擦力和滑动接触数理模型,并进行动力学分析,在此基础上,提出了相应的控制方法。通过数值仿真,验证了在此控制方法下六自由度双臂能够平稳有效的持物运动。     

地面反恐排爆机器人的机械运动探讨

地面反恐排爆机器人的外形并不一定像人，但必须能代替人去做一些工作，具有人的劳动机能。在反恐防爆工作中，如排除销毁爆炸物、侦察、抢救人质、与恐怖分子对抗等，人们希望机器人有像人一样灵巧的手臂，能行走的腿脚等等。因此地面反恐排爆机器人的机械结构首当其冲，是重要的     

基于MATLAB的模块化机器人手臂运动学算法验证及运动仿真

针对由模块化关节构成的六自由度串联机器人手臂, 采用DH法对手臂的操作空间进行了描述, 得到了正运动学模型; 采用欧拉角表示手臂姿态, 得到了包含六个参数的用于表示手臂位姿的完备广义坐标, 并对欧拉角的几何关系进行了分析。针对SolidWorks虽然实体建模简洁方便但计算并非其强项的缺点, 编写相应接口程序, 将建立的手臂三维实体模型保留几何约束关系简化后导入MATLAB软件。基于MATLAB编写正逆运动学算法验证程序以及连杆驱动程序, 实现了手臂的仿真运动。通过仿真, 不仅更进一步验证了手臂正逆运动学解算的正确性, 而且非常直观地看出手臂末端在空间中运行的路径以及各关节的动作情况。机器人手臂正逆运动学算法正确性的验证及运动仿真为手臂的精确定位及其路径规划提供了必要的保证。