【正文】 .................. 10 主要功能 ........................................................................... 11 ............................................................................. 11 ................................................................................ 11 3 設計思路及比賽環(huán)境的建立 ............................................................................... 12 設計思路 .......................................................................................................... 12 ................................................................................................ 12 ................................................................................................ 12 參數(shù)設定 ............................................................................................... 13 ................................................................................................ 14 4 機器人控制編程與比賽建立 ............................................................................... 18 機器人控制方案 ............................................................................................... 18 ....................................................................................................... 18 代碼編輯 .......................................................................................................... 21 賽的建立 ....................................................................................................... 21 ................................................................................................ 22 ......................................................................................... 23 ............................................................................................ 23 機器人起 始位置設定 .............................................................................. 24 小結 ...................................................................................................... 24 5 比賽仿真和實驗結果 ........................................................................................... 26 比賽仿真 .......................................................................................................... 26 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 目錄 IV 實驗結果的要求 ............................................................................................... 27 對相關機器人的程序修改與調(diào)試 ...................................................................... 27 對目標機器人直線運動時的程序調(diào)試 ..................................................... 28 機器人在轉(zhuǎn)彎時的程序調(diào)試 ................................................................... 30 6 結論 ........................................................................................................................ 34 參 考 文 獻 ................................................................................................................ 35 附錄 A：機器人完整程序 .......................................................................................... 37 致 謝 ............................................................................................................................ 39 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 緒論 1 1 緒論 前言 隨著現(xiàn)在科學技術的不斷進步，機器人科學越來越具有強大的生命力，它在某種程度上己經(jīng)代表當今信息技術、自動化技術、系統(tǒng)集成等技術的最新發(fā)展趨勢。 1 本科畢業(yè)設計（論文） 提高機器人行走速度的研究 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 摘 要 I 摘 要 機器人是作為現(xiàn)代高新技術的重要象征和發(fā)展結果，已經(jīng)廣泛應用于國民生產(chǎn)的各個領域，并正在給人類傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式帶來革命性的變化，影響著人們生活的方方面面。 關鍵詞 機器人，競走速度，傳感器，機器人控制 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） ABSTRACT II ABSTRACT The robot is as an important symbol of the modern new and high technology and development result, has been widely applied in various fields of national production, and is to the human the traditional production pattern brings revolutionary change, affect all aspects of people39。 正常人所能完成的基本動作一步行走，其實是一種非常復雜的運動，它需要對人全身的骨骼和肌肉進行復雜而巧妙的協(xié)調(diào)，而人的骨骼系統(tǒng)是由 206塊骨頭組成，肌肉系統(tǒng)則包括 327對肌肉，這是一個相當復雜的系統(tǒng)，但在大腦的指揮下，人不但能完成步行，而且還能輕而易的舉完成其他 高難度的動作。足式運動系統(tǒng)卻可以通過松軟地面 (如沼澤、沙漠等 )以及跨越較大的障礙 (如溝、坎等 )。與其它足式機器人相比，雙足機器人具有更高的靈活性和獨特的優(yōu)勢，主要特點如下 [3]： ① 雙足機器人對步行環(huán)境 要求很低，能適應各種地面且具有較高的逾越障礙的能力，不僅能夠在平面行走，而且能夠方便的上下臺階及通過不平整、不規(guī)則或較窄的路面，它的移動“盲區(qū)”很小。因此，是集機構學、機械設計、傳感技術、控制理論與技術、計算機技術等多學科技術為一體的綜合性技術。通過研究步行機器人，我們能夠更好地分析這些問題，得到真正的答案。 ③ 在教育、藝術和大眾服務行業(yè)等領域都有著潛在而廣闊的應用前景。 機器人應用技術 —— 機器人應用技術主要包括機器人工作環(huán)境的優(yōu)化設計和智能作業(yè)。該機器人只有踝和靛兩個關節(jié)，操縱者靠力反饋感覺來保持機器人平衡。這種設計的最大挑戰(zhàn)是要讓機器人在布滿家具的房間中來去自如，而且還要能上下樓梯。這使 ASIMO 的功能更加完善。這款機器人可以白行充電，幾乎達到了投產(chǎn)水平。比如：美國最近研制成功的 Big Dog 軍用機器人，能負重 100 公斤，行進速度跟人相當，每小時達到五公里，還能適應各種地形，即使是在側(cè)面受到?jīng)_擊時也能保持很好的系統(tǒng)穩(wěn)定性。在 1989 年研制成功了一臺雙足行走機器人，這臺機器人具有 10 個自由度，能完成靜態(tài)步行和動態(tài)步行。在國內(nèi)，機器人產(chǎn)業(yè)剛剛起步，但增長的勢頭非常強勁，我國機器人經(jīng)過 20 多年的發(fā)展已在產(chǎn)業(yè)化的道路上邁開了步伐。 1960 年，蘇聯(lián)學者頓斯科依 [20]表了著作“運動生物學”，從生物力學的角度，對人體運動學、動力學、能量特征和力學特征進行了一個詳細的描述。他在整個 70 年代就雙足步行機器人的理論研究和假肢的設計發(fā)表了很多有影響的論文。在雙足步行機器人的穩(wěn)定性研究方面，美國的Hcmami 等人曾提出將雙足步行系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的簡化模型看作是一個倒立振子 (倒擺 )，從而可以將雙足步行的前進運動解釋為使振子直立移動的問題 [28]。 Vukobratovie 得出了一個有用的結論：步行姿態(tài)越平滑，雙足步行系統(tǒng)所消耗的功率就越少。本文也旨在這些方面能略盡微薄之力，為以后的相關研究提供一些咨詢和參考。 客戶端除了能在單臺計算機上仿真，還能將設計好的場地和機器人上傳到服務器上與其它機器人進行比賽，同時能在本地觀看服務器上比賽實況。 7) 場地對象自由拖放、旋轉(zhuǎn)及修改。 15) 支持網(wǎng)絡功能，用戶通過網(wǎng)絡將機器人上載到服務器上同場競技 (網(wǎng)絡版 )。 6) 支持網(wǎng)絡聯(lián)賽。 比賽環(huán)境的建立 進入 ASVROBOT 能力風暴虛擬機器人仿真系統(tǒng)，點擊環(huán)境編輯，“環(huán)境編輯”視圖軟件界面如下： 圖 環(huán)境編輯界面 平面布局 在菜單欄點擊新建，建立一個空百的機器人活動場地。 圖 搭建的機器人 再在機器人的前部安裝兩個地面灰度傳感器，并通過右鍵菜單設置傳感器參數(shù)。所以就會使實驗出現(xiàn)一定的隨機因素，在前文中已經(jīng)提到了。 代碼編輯 點擊仿真系統(tǒng)視圖切換區(qū)“流程圖編輯”，即進入 虛擬機器人機器人仿真系統(tǒng)“代碼編輯”視圖，在“代碼編輯”界面中可直接采用 JC 代碼編程，這樣編程更加靈活方便。比賽的名攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 機器人控制編程與比賽建立 25 稱為機器人競走，比賽的場地為比賽環(huán)境，比賽的規(guī)則為機器人追逐賽，參賽機器人人分別為機器人 1 和機器人 2，機器人的坐標和角度分別為（ 0,45）（ 0，45）和 0,180。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文）