提高机器人竞走速度的研究.doc
《提高机器人竞走速度的研究.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《提高机器人竞走速度的研究.doc(47页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、本科毕业设计(论文) 提高机器人竞走速度的研究 摘要摘 要 目前人类正以惊人的速度走出工业文明,步入信息时代和新型技术时代。新型技术时代的来临不仅改变着人们的生产和生活方式,而且改变着人们的思维和学习方式,这对教育提出了前所未有的挑战,也为教育的改革发展提供了千载难逢的机遇。机器人是作为现代高新技术的重要象征和发展结果,已经广泛应用于国民生产的各领域,并正在给人类传统的生产模式带来革命性的变化,影响着人们生活的方方面。虽然机器人的技术现在已日趋成熟,但是有关机器人的定义却众说纷纭,美国机器工业协会给出的定义是:“机器人是一种可再编程的多功能操作机,通过可变的程序流,以完成多样化的任务”。我国著
2、名的机器人专家蒋新松给出的定义则相对简洁:“机器人是一种具有拟人功能的机械电子装置”。不管这些定义如何,但他们都包含了机器人的共性:能模仿人的一些动作;具有一定的智力、感觉和识别能力;是人造的机器人机械电子装置。关键词 双足步行机器人,信息时代,高新技术,人工智能I攀枝花学院毕业设计(论文) ABSTRACTABSTRACT Human being out of the industrial civilization at breakneck speed, step into the information age and the new era of technology.Coming of
3、 the era of new technology is not only changing the way of production and way of life, and changing the way of thinking and learning styles, this unprecedented challenge to education, has provided a golden opportunity for education reform and developmentRobot is an important symbol of modern high-te
4、ch and development results have been widely used in various areas of national production, and are traditional modes of production brought about revolutionary changes to mankind, affecting peoples lives.Although the robot technology has now matured, but define different opinions about the robot, Unit
5、ed States machine industry associations definition is: is a reprogrammable multipurpose manipulator robot, through procedures with a variable flow, to complete a variety of tasks.Definition of Chinas leading robot experts Jiang Xinsong is relatively simple: robot is a mechanical and electronic devic
6、e with humanoid features.Key words biped walking robot, information age , new technology, Artificial IntelligenceII攀枝花学院本科毕业设计(论文) 目录 目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论1 1.2 设计原理1 1.3 设计任务1 1.4 设计的意义12 双足竞步机器人的优势3 2.1 双足机器人运动方式的优势3 2.2 生物工程、仿生工程学的研究意义3 2.3 双足机器人的触及的领域场合4 2.4 国内双足机器人目前的研究现况4 2.5 双足步行机器人研究的发展趋势53
7、无线遥控原理6 3.1 发射电路原理6 3.2 接收电路原理64 遥控方案设计7 4.1 系统设计7 4.2 解决方案(一)7 4.3 解决方案(二)8 4.4 方案讨论105 红外传感设计11 5.1 红外传感的定义115.2 系统描述115.3 红外传感器原理115.4 方案讨论136 AS_VRobot软件仿真实现146.1 AS_VRobot能力风暴虚拟机器人简介146.1.1 AS_VRobot软件安装146.1.2 AS_VRobot的服务器147 代码编辑16 7.1 流程图编程16 7.2 C代码编程187.3 环境编辑237.4 机器人搭建267.5 仿真运行298 系统测试
8、31 8.1 无线发射接收测试31 8.2 程序测试32 8.3 系统总体测试32 8.4 测试结果32 8.5 测试结论32结论33参考文献34附录1:仿真图35附录2:遥控器电路37附录3:接收部分电路图38致 谢39301 绪论1.1 课题背景智能机器人技术是利用电子、信息(包括传感、人工智能、控制和计算)技术使机械柔性化和智能化的综合性技术,被宋健院士称为“当代最高意义上的自动化”。实际上,机器人技术不仅仅是传统意义上的自动化,而是结合了人工智能、智能控制、先进传感技术等,综合了机械、自动化、计算机技术的综合性技术。但是由于上述的课程设置滞后的原因,长期以来,对智能机器人技术的教学和研
9、究分成了两大方向:机器人平台的教学与研究,机器人智能和决策的研究。由于缺少相关的教学实验系统,造成机械、电子、算法与策略各自开展,整体化教学和研究困难,美国机器工业协会给出的定义是:“机器人是一种可再编程的多功能操作机,通过可变的程序流,以完成多样化的任务”。我国著名的机器人专家蒋新松给出的定义则相对简洁:“机器人是一种具有拟人功能的机械电子装置”。不管这些定义如何,但他们都包含了机器人的共性:能模仿人的一些动作;具有一定的智力、感觉和识别能力;是人造的机器人机械电子装置。机器人技术的发展,正是当今新型技术时代的一个重大标志。机器人技术是“体现了当前最高意义上的自动化”的一门技术,是自动化学科
10、的集大成者,综合了材料、结构、控制、感知、智能等各方面的最新研究成果。1.2 设计原理 本课题在掌握了自动控制原理的基础上,通过计算机C语言编程来实现对智能机器人的可控性,通过程序的输入控制机器人的行动,在人为控制下完成指定的任务。1.3 设计任务 运用自动控制原理,对机器人输入控制语句,控制其的运动,使其在短时间内通过制定路程,并记录其通过全程所用的时间,计算平均速度,比较快慢。1.4 设计的意义近年来,人类的生产和生活方式发生了巨大的变化,产生这一变化的重要原因就是计算机技术的飞速发展。第一台计算机诞生至今仅仅几十年的时间,计算机的性能已经大大提高,价格不断的下降,从而使之可以迅速而广泛地
11、应用于人类的生产和生活的各个领域。然而机器人的发展无疑得益于计算机技术的发展。在对机器人的研究的基础上,我们可以通过对其的研究与改变,利用机器人的可控性,智能性,让机器人走入大众,使机器人成为我们的家庭一员,让其为我们的日常生活服务,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领让机器人行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工业,双足竞步机器人的研究在传统意义上就是对机器人的基本了解的基础上,再更层次的研究它是如何竞步走,如何提高行走速度,这对人类也是大有帮助的。移动机器人是机器人学中非常活跃的领域,移动方式有轮式、履带式、步行等方式。轮式、履带式车辆虽好,但当在不平
12、地面上行驶时,它们的能耗大大增加,而在松软地面或严重崎岖不平的地形上,车轮的作用将严重丧失。足式运动系统却可以通过松软地面(如沼泽、沙漠等)以及跨越较大的障碍(如沟、坎等)。 攀枝花学院本科毕业设计(论文) 2 双足竞步机器人的优势 2 双足竞步机器人的优势2.1 双足机器人运动方式的优势 双足步行机器人在与其它相视功能的机器人相比,双足的机器人是有很多优点与先进性的,步行机器人包括双足、四足、六足和八足机器人等。与其它足式机器人相比,双足机器人具有更高的灵活性和独特的优势,主要特点如下3:双足机器人对步行环境要求很低,能适应各种地面且具有较高的逾越障碍的能力,不仅能够在平面行走,而且能够方便
13、的上下台阶及通过不平整、不规则或较窄的路面,它的移动“盲区”很小。双足机器人具有广阔的工作空间,由于行走系统占地面积小,活动范围很大,其上布置的机械手具有更大的活动空间,也可使机械手臂设计得较为短小紧凑。双足行走是生物界难度最高的步行动作,但其步行性能却是其它步行结构所无法比拟的。因此,开展双足机器人研究工作可以有力推进机器人学及其它相关学科的发展。双足机器人能在人类的生活和工作环境中与人类协同工作,而不需要专门为其对环境进行大规模改造。目前,双足步行机器人的应用领域主要是康复医学。从长远来看,双足机器人在无人工厂、核电站、海底开发、宇宙探索、康复医学以及教育、艺术和大众服务行业等领域都有着潜
14、在而广阔的应用前景。双足步行机器人不但具有双足移动的特点,还具有其它类人的智能特点,如手臂运动功能、手抓取物体功能、视觉功能、语音功能、自主决策功能等等。因此,是集机构学、机械设计、传感技术、控制理论与技术、计算机技术等多学科技术为一体的综合性。2.2 生物工程、仿生工程学的研究意义在对双足机器人的研究上有很多重大的意义,研究开发双足步行机器人的另一重要意义是为了更好的了解人类和其他动物的行走机理,并为下肢瘫痪者提供较理想的假肢。尽管人类对腿和身体运用自如,但对行走和奔跑的控制机制的理解仍处于初始阶段。探讨动物运动控制机理的一种方法是研究步行机器人。由于动物和机器需要完成相同的任务,它们的控制
15、系统和机械结构必须解决类似的问题。通过研究步行机器人,我们能够更好地分析这些问题,得到真正的答案。再者,动物行走机理的研究和步行机的开发是双向互惠的。一旦对动物行走机理有了正确的理解,可以反过来更有效地指导步行机器人的研究和开发。其典型实例是为残疾人研制假肢或轮椅等步行载体。在对人类生活上,机器人能给与很大的帮助,所以,对机器人的研究,很大程度上可以改变人类的生活方式,大大的提高人类的生活水平。2.3 双足机器人的触及的领域场合 双足步行机器人能在与人类的生活和工作环境中与人类协同人类工作,而更为方便的是机器人的人工智能,容易操控。目前,双足步行机器人的应用领域非常广泛,主要有:为残疾人(下肢
16、瘫痪者或截肢者)提供室内和户外行走工具。利用人工假腿、腿椅或步行座椅尽可能使残疾人恢复正常行走功能(平地行走、坡地行走、跨越沟坎、爬越阶梯),减少对他人的依赖。极限环境下代替人工作业,如太空星球表面考察、海底勘探、水下资源的开发和设备维修、沉船的寻找和协助打捞(代替浮游式机器人作为运载工具,以减少推选器对水底的扰动,提高能见度);核电站内的监视和维护作业(如吸附式步行机对金属壁容器的检修);高层建筑玻璃的擦洗;管道的探伤和维修(管内爬行式机器人);遥控救灾、灭火;爆炸物的处置(如探雷、排雷等);战地侦察、警戒等。在教育、艺术和大众服务行业等领域都有着潜在而广阔的应用前景。娱乐机器人、可作为人类
17、同伴的机器人是发展的新方向,这将使双足机器人逐渐走向普通大众。2.4 国内双足机器人目前的研究现况 国内双足机器人的研制工作起步相比国外算是起步比较晚的了。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。 哈尔滨工业大学自1985年开始研制双足步行机器人迄今为止已经完成了三个型号的研制工作。其中HIT一I为12个自由度,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。目前,该校正致力于功能齐全的双足机器人HIT一的研制工作,新机器人包括行走机构、上身及髋部执行机构,初步设定32个自由度。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
18、台双足行走机器人,这台机器人具有10个自由度,能完成静态步行和动态步行。国防科技大学还将工业机器人的轨迹示教方法用到了两足步行机器人的步态规划中,形成了步行机器人的步态示教规划技术。值得一提的是,北京理工大学研制成功我国首例拟人机器人BRH01,该机器人身高158米,体重76公斤,具有32个自由度,每小时能够行走l公里,步幅O33米。除了能打太极拳,这个机器人还会腾空行走,并能根据自身的平衡状态和地面高度变化,实现未知路面的稳定行走。它在系统集成、步态规划和控制系统等方面实现了重大突破。2.5 双足步行机器人研究的发展趋势 概括起来,双足步行机器人的发展趋势包括如下十个方面:能动态稳定地高速步
19、行能以自由步态全方位灵活行走;具有良好的地形适应性;具有极强的越障和避障能力;具有很高的载重自重比;可靠性高、工作寿命长;具有丰富的内感知和外感知系统;控制系统和能源装置机载化;具有完全的自律能力;具有灵活的操作能力(安装一个或多个机械手)。目前,日本和美国对双足步行机器人的研究已经达到了相当高的水平,研制出了能静态或动态行走的多种样机。其他国家,尤其是欧洲的一些国家,步行机器人的研究水平也很高。国内由于起步较晚,与国际最高水平还有一段差距,需要迎头赶上。攀枝花学院本科毕业设计(论文) 3 无线遥控原理 3 无线遥控原理 无线遥控,有基于电磁波和红外线两种。红外遥控距离短,只能直线方向遥控。电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 提高 机器人 竞走 速度 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【a199****6536】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【a199****6536】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。