【正文】 .................. 10 主要功能 ........................................................................... 11 ............................................................................. 11 ................................................................................ 11 3 設(shè)計(jì)思路及比賽環(huán)境的建立 ............................................................................... 12 設(shè)計(jì)思路 .......................................................................................................... 12 ................................................................................................ 12 ................................................................................................ 12 參數(shù)設(shè)定 ............................................................................................... 13 ................................................................................................ 14 4 機(jī)器人控制編程與比賽建立 ............................................................................... 18 機(jī)器人控制方案 ............................................................................................... 18 ....................................................................................................... 18 代碼編輯 .......................................................................................................... 21 賽的建立 ....................................................................................................... 21 ................................................................................................ 22 ......................................................................................... 23 ............................................................................................ 23 機(jī)器人起 始位置設(shè)定 .............................................................................. 24 小結(jié) ...................................................................................................... 24 5 比賽仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ........................................................................................... 26 比賽仿真 .......................................................................................................... 26 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 IV 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的要求 ............................................................................................... 27 對(duì)相關(guān)機(jī)器人的程序修改與調(diào)試 ...................................................................... 27 對(duì)目標(biāo)機(jī)器人直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的程序調(diào)試 ..................................................... 28 機(jī)器人在轉(zhuǎn)彎時(shí)的程序調(diào)試 ................................................................... 30 6 結(jié)論 ........................................................................................................................ 34 參 考 文 獻(xiàn) ................................................................................................................ 35 附錄 A：機(jī)器人完整程序 .......................................................................................... 37 致 謝 ............................................................................................................................ 39 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 1 1 緒論 前言 隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人科學(xué)越來(lái)越具有強(qiáng)大的生命力，它在某種程度上己經(jīng)代表當(dāng)今信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)集成等技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)。 1 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 提高機(jī)器人行走速度的研究 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 I 摘 要 機(jī)器人是作為現(xiàn)代高新技術(shù)的重要象征和發(fā)展結(jié)果，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，并正在給人類傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式帶來(lái)革命性的變化，影響著人們生活的方方面面。 關(guān)鍵詞 機(jī)器人，競(jìng)走速度，傳感器，機(jī)器人控制 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dòng)作一步行走，其實(shí)是一種非常復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，它需要對(duì)人全身的骨骼和肌肉進(jìn)行復(fù)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(duì)肌肉，這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)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(dòng)作。足式運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)卻可以通過(guò)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(jī)器人相比，雙足機(jī)器人具有更高的靈活性和獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，主要特點(diǎn)如下 [3]： ① 雙足機(jī)器人對(duì)步行環(huán)境 要求很低，能適應(yīng)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(tái)階及通過(guò)不平整、不規(guī)則或較窄的路面，它的移動(dòng)“盲區(qū)”很小。因此，是集機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、傳感技術(shù)、控制理論與技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)。通過(guò)研究步行機(jī)器人，我們能夠更好地分析這些問(wèn)題，得到真正的答案。 ③ 在教育、藝術(shù)和大眾服務(wù)行業(yè)等領(lǐng)域都有著潛在而廣闊的應(yīng)用前景。 機(jī)器人應(yīng)用技術(shù) —— 機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)主要包括機(jī)器人工作環(huán)境的優(yōu)化設(shè)計(jì)和智能作業(yè)。該機(jī)器人只有踝和靛兩個(gè)關(guān)節(jié)，操縱者靠力反饋感覺(jué)來(lái)保持機(jī)器人平衡。這種設(shè)計(jì)的最大挑戰(zhàn)是要讓機(jī)器人在布滿家具的房間中來(lái)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(jī)器人可以白行充電，幾乎達(dá)到了投產(chǎn)水平。比如：美國(guó)最近研制成功的 Big Dog 軍用機(jī)器人，能負(fù)重 100 公斤，行進(jìn)速度跟人相當(dāng)，每小時(shí)達(dá)到五公里，還能適應(yīng)各種地形，即使是在側(cè)面受到?jīng)_擊時(shí)也能保持很好的系統(tǒng)穩(wěn)定性。在 1989 年研制成功了一臺(tái)雙足行走機(jī)器人，這臺(tái)機(jī)器人具有 10 個(gè)自由度，能完成靜態(tài)步行和動(dòng)態(tài)步行。在國(guó)內(nèi)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)剛剛起步，但增長(zhǎng)的勢(shì)頭非常強(qiáng)勁，我國(guó)機(jī)器人經(jīng)過(guò) 20 多年的發(fā)展已在產(chǎn)業(yè)化的道路上邁開(kāi)了步伐。 1960 年，蘇聯(lián)學(xué)者頓斯科依 [20]表了著作“運(yùn)動(dòng)生物學(xué)”，從生物力學(xué)的角度，對(duì)人體運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、能量特征和力學(xué)特征進(jìn)行了一個(gè)詳細(xì)的描述。他在整個(gè) 70 年代就雙足步行機(jī)器人的理論研究和假肢的設(shè)計(jì)發(fā)表了很多有影響的論文。在雙足步行機(jī)器人的穩(wěn)定性研究方面，美國(guó)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(jiǎn)化模型看作是一個(gè)倒立振子 (倒擺 )，從而可以將雙足步行的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)解釋為使振子直立移動(dòng)的問(wèn)題 [28]。 Vukobratovie 得出了一個(gè)有用的結(jié)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(guān)研究提供一些咨詢和參考。 客戶端除了能在單臺(tái)計(jì)算機(jī)上仿真，還能將設(shè)計(jì)好的場(chǎng)地和機(jī)器人上傳到服務(wù)器上與其它機(jī)器人進(jìn)行比賽，同時(shí)能在本地觀看服務(wù)器上比賽實(shí)況。 7) 場(chǎng)地對(duì)象自由拖放、旋轉(zhuǎn)及修改。 15) 支持網(wǎng)絡(luò)功能，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將機(jī)器人上載到服務(wù)器上同場(chǎng)競(jìng)技 (網(wǎng)絡(luò)版 )。 6) 支持網(wǎng)絡(luò)聯(lián)賽。 比賽環(huán)境的建立 進(jìn)入 ASVROBOT 能力風(fēng)暴虛擬機(jī)器人仿真系統(tǒng)，點(diǎn)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(diǎn)擊新建，建立一個(gè)空百的機(jī)器人活動(dòng)場(chǎng)地。 圖 搭建的機(jī)器人 再在機(jī)器人的前部安裝兩個(gè)地面灰度傳感器，并通過(guò)右鍵菜單設(shè)置傳感器參數(shù)。所以就會(huì)使實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)一定的隨機(jī)因素，在前文中已經(jīng)提到了。 代碼編輯 點(diǎn)擊仿真系統(tǒng)視圖切換區(qū)“流程圖編輯”，即進(jìn)入 虛擬機(jī)器人機(jī)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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 機(jī)器人控制編程與比賽建立 25 稱為機(jī)器人競(jìng)走，比賽的場(chǎng)地為比賽環(huán)境，比賽的規(guī)則為機(jī)器人追逐賽，參賽機(jī)器人人分別為機(jī)器人 1 和機(jī)器人 2，機(jī)器人的坐標(biāo)和角度分別為（ 0,45）（ 0，45）和 0,180。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）