淺析仿人機(jī)器人發(fā)展概況-文庫吧
2025-06-03 15:01 本頁面
【正文】 Asimo的步行速度要增加到2．5公里／小時(shí)，跑步速度增加到3公里／時(shí)，主要措施是添加腰部關(guān)節(jié)以在行進(jìn)時(shí)扭擺．太極拳要求動(dòng)作連貫均勻，協(xié)調(diào)完整．打太極拳是對(duì)仿人機(jī)器人動(dòng)作質(zhì)量的最好檢驗(yàn)．各公司和業(yè)余愛好者正在尋找更好的設(shè)計(jì)和控制，以便在今后的機(jī)器人太極拳比賽中一決高低。探討人類行走和奔跑時(shí)的各種動(dòng)作方式。研究仿人機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行控制方法是研究重點(diǎn)2004年底前，本田公司宣布了新一代Asimo計(jì)劃，尋求更強(qiáng)的行動(dòng)能力，更佳的與人溝通，以及在真實(shí)世界中更機(jī)敏的反應(yīng)能力。ZMP判據(jù)仍是二足步行機(jī)器人各種控制方法的基本依據(jù)．最早提出ZMP判據(jù)的南斯拉夫?qū)W者Vukobratovic最近對(duì)ZMP判據(jù)35年來的發(fā)展作了總結(jié)，Lim和他的同事 除了以仿人機(jī)器人上身軀干的擺動(dòng)來補(bǔ)償下肢運(yùn)動(dòng)的力矩外，還采用了阻抗控制方法來吸收腳底板接地時(shí)的沖擊力，大大提高了行走的穩(wěn)定性。他們所用的彈簧一阻尼模型可以以足夠的精度模擬足底與地面的接觸力，非線性阻尼模型則可模擬足底與地面的沖擊力。3仿人機(jī)器人的主要技術(shù)及其技術(shù)指標(biāo)現(xiàn)有的仿人機(jī)器人五花八門，其自由度數(shù)、重量和尺寸也相差甚遠(yuǎn)。1仿人機(jī)器人的自由度現(xiàn)有的仿人機(jī)器人其自由度數(shù)少的有17個(gè)(近藤KHR．1)，多的有41個(gè)(HUBO)。如下圖：仿人機(jī)器人到底需要多少自由度呢?除了手部另作討論以外，仿人機(jī)器人的自由度是腿部、臂部、腰部、頸部各自由度之和，見圖3．以下分別討論這些部分．(1)通常的設(shè)計(jì)中腿部自由度為5個(gè)(臀2，膝1，踝2，典型的是近藤KHR．1)和6個(gè)(在5個(gè)的基礎(chǔ)上增加1個(gè)臀部自由度RL1或LL1，典型的是富士通HOAPAsimo和QIRO)．每條腿5個(gè)自由度已經(jīng)可以完成基本行走動(dòng)作．增加的臀部自由度可使行走動(dòng)作更優(yōu)雅，少一點(diǎn)機(jī)器人味．(2)臂部自由度的基本設(shè)計(jì)為3個(gè)(肩2，肘1)．各個(gè)公司對(duì)第4個(gè)臂部自由度的選擇不同．富士通公司的HOAP2在3個(gè)的基礎(chǔ)上增加1個(gè)肩部自由度RS3或LS3．NivanaTechnology公司的TaiChi機(jī)器人則增加1個(gè)腕部自由度RWr2或LWr2．腕部自由度最多可增加3個(gè)，QIRO由于腕部增加了2個(gè)自由度而成功地表演了持扇跳舞．(3)一般設(shè)計(jì)腰部無動(dòng)作，連Asimo和QIRO也沒有腰部自由度．增加1個(gè)腰部自由度首選Wal，這個(gè)動(dòng)作對(duì)打太極拳和跑步都很重要．(4)頸部自由度初選為1個(gè)(N1)，增加1個(gè)一般都選N2．(5)最后，手部自由度差別很大．每只手的五指共有21個(gè)自由度，問題在于怎樣簡化．簡單的設(shè)計(jì)只是一個(gè)手形，不能開合．稍復(fù)雜的設(shè)計(jì)中手的動(dòng)作類似工業(yè)機(jī)器人的夾持器．復(fù)雜的設(shè)計(jì)尋求10根手指各自獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)．這將大大增加自由度的總數(shù)．現(xiàn)在，可以看到作為一個(gè)典型的簡單的仿人機(jī)器人設(shè)計(jì)，其自由度的總數(shù)為52(腿部)+32 (臂部)+0(腰部)+1(頸部)+0(手部)=J7個(gè)，這便是近藤KHR一1機(jī)器人．這樣，我們得知17個(gè)自由度是一個(gè)仿人機(jī)器人(不含被動(dòng)動(dòng)力模型)自由度數(shù)的低限．另一個(gè)例子是新一代Asimo，其自由度的總數(shù)為62(
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