【正文】 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（ 論文） 結論 34 結 論 提高機器人行走速度，有很多方法，本文采用的是根據(jù)不同的環(huán)境，改變不同的程序。 stop()。 } } else { if(surf_2 = 120) { 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 5 比賽仿真和實驗結果 31 drive( 0 , 40)。 motor( 2 , 80 )。 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 22 圖 仿真比賽界面 隊伍建立 在比賽管理菜單下的比賽隊伍管理界面建立兩個新的隊 伍，分別為一隊和二隊。要注意的是這里我們稱的這個差動裝置是因為機器人的運動矢量是由兩個獨立的部件產(chǎn)生的（它與 差速齒輪沒有關系，此裝置上沒有使用差速齒輪）。 2) 機器人執(zhí)行機構、傳感器知識構建、算法與程序設計教學。 9) 執(zhí)行機構和傳感器類型、數(shù)量、方位、參數(shù)任意設定，可自由設計自己的機器人。也能到達本文探討的效果。在步行模式這方面的研究中，日本加藤一郎教授及其它作者1980 年提出了準動態(tài)步行的概念 [29]，這是一種介于靜態(tài)步行和動態(tài)步行之間的步行方式。在 60 年代和 70 年代，對步行機器人控制理論的研究產(chǎn)生了三種非常重要的控制方法，即有限狀態(tài)控制、模型參考控制和算法控制。值得一提的是，北京理工大學研制成功我國首例擬人機器人BRH． 01，該機器人身高 1． 58 米，體重 76 公斤，具有 32 個自由度，每小時能夠行走 l 公里，步幅 O． 33 米。它們采用分層遞解控制結構，使雙足機器人實現(xiàn)站立、行走、爬坡和上下樓梯等。 ASIMO 高 120 厘米，體重鈣千克，使用個人電腦或便攜式控制器操作步行方向和關節(jié)及手的動作。目前用于實踐的機器人作 業(yè)主要靠人的參與實現(xiàn)示教，缺乏自我學習和自我完善的能力。一旦對動物行走機理有了正確的理解，可以反過來更有效地指導步行機器人的研究和開發(fā)。 ③雙足行走是生物界難度最高的步行動作，但其步行性能卻是其它步行結構所無法比擬的。 世界著名機器人專家，日本早稻田大學的加藤一郎教授說過：“機器人應當具有的最大特征之一是步行功能。 本文對目標機器人建立了完整的競走比賽環(huán)境，使機器人能在平面上實現(xiàn)穩(wěn)定的動態(tài)行走。姑且不管這些定義如何，但他們都包含了機器人的共性：①能模仿人的一些動作；②具有一定的智力、感覺和識別能力；③是人造的機器或機械電子裝置。 雙足機器人的優(yōu)越性 步行機器人包括雙足、四足、六足和八足機器人等。由于動物和機器需要完成相同的任務，它們的控制系統(tǒng)和機械結構必須解決類似的問題。 多傳感系統(tǒng)技術 —— 目前研究熱點集中在有效可行的（特別是在非線性及非平穩(wěn)非正態(tài)分布的情形下）多傳感器融合算法，以及解決傳感系統(tǒng)的實用化問題。本田公司的計劃著重設計一般家用的機器人，而非針對特殊任務。最近，索尼公司又推出了改進版的 SDR4XIl[13]，它身高 50 厘米，重量為 5 千克。國防科技大學 [16]也進行了這方面的研究。后來這種采用攝像機的方法又被 Demenyt[19]悃來研究人類的步行運動。如果地面非常粗糙不平，那么步行機器人在行走時，下一步腳應放在什么地方，就不能根據(jù)固定的步序來考慮，而是應該像登山運動員那樣走一步看一步，通過某一優(yōu)化準則來確定，這就是所謂的自由步態(tài)。本文將通過程序修改與調(diào)試，對機器人的行走速度進行提升的嘗試與實驗。 6) 對場地對象的顏色、紋理、材質(zhì)、顯示方式等自由設置。 5) 支持多機器人通常競技。 “機器人編輯”視圖軟件界面如下： 圖 機器人編輯界面 在菜單欄點擊建立一個新的機器人 。如果傳感器 1 的數(shù)據(jù)不滿足要求，而傳感器 2 的數(shù)據(jù)滿足要求，則進行右轉(zhuǎn)運動；如果傳感器 1 的數(shù)據(jù)不滿足要求，而傳感器 2 的數(shù)據(jù)也不滿足要求，則進 行前進再左轉(zhuǎn)的運動。我們主要將采用兩種方向?qū)C器人的程序進行修改和調(diào)試。由之前的目標程序可知該機器人在轉(zhuǎn)向時的程序為 { drive( 0 , 41)。當傳感器 1 的反饋值不 在 120 內(nèi)，傳感器 2 的反饋值在 120 內(nèi)時，機器人將向 y 的正方向轉(zhuǎn)向 20，時間為 秒；傳感器 2 的反饋值不在 120 內(nèi)時，機器人將沿 x 方向前進 40，時間為 秒，再向 y 的負方向轉(zhuǎn)向 20，時間為 秒。實驗結果為： 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 5 比賽仿真和實驗結果 33 圖 第二次比賽結果 如圖，藍色的小車并沒有減少于紅色小車的距離，固實驗失敗，下面我們將在同等條件下進行第三次實驗。 由于實驗室實驗器材和環(huán)境的限制，本文無法使用雙足機器人進行具體的實驗和調(diào)試，于是采用輪式機器人代替 雙足機器人進行程序調(diào)試和仿真比賽。 stop()。 } else { drive( 80 ,0)。 motor( 2 , 100 )。 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 24 圖 比賽管理界面 機器人起始位置設定 運用右鍵菜單設定機器人的坐標位置與角度。根據(jù)輪子不同的轉(zhuǎn)向，表 羅列出了該機器人的不同運動狀態(tài)。 5) 虛擬機器人仿真比賽。 12) 自由組隊，每對機器人任選，只 受計算機性能和規(guī)則限制。 ASVROBOT 有三個版本，即 ASVROBOT 單機版、網(wǎng)絡版服務器、網(wǎng)絡版客戶端。他們在 1971 年發(fā)表的論文中，以具有約束條件的力學模型和性能最優(yōu)準則作為兩足步行優(yōu)化問題的核心，而以一種簡化模型作為研究對象。這三種控制攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 緒論 8 方法之間有一定的內(nèi)在 聯(lián)系。 在我國，機器人的真正使用到現(xiàn)在已經(jīng) 20 多年，已基本實現(xiàn)了試驗、引進到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變，促進了我國制造業(yè)的發(fā)展。然而，近年來日本基本上在做模仿性的工作，突破性技術比較少。 Hirose 介紹說，只有 ASIMO 擁有這種動態(tài)行走能力。目前，機器人僅僅實現(xiàn)了簡單的網(wǎng)絡通訊和控制，網(wǎng)絡化機器人是目前機器人研究中的熱點之一。目前，雙足步行機器人的應用領域主要有： [7] ① 為殘疾人 (下肢癱瘓者或截肢者 )提供室內(nèi)和戶外行走工具。目前，雙足步行機器人的應用領域主要是康復醫(yī)學。研究雙足行走機器人具有重要的意義。 在機器人的控制問題上，本文采用 差動裝置來控制該機器人的運動 ,由該機器人的兩個驅(qū)動輪不同的運動狀態(tài)來達到控制機器人的目的。當下，國際上工業(yè)機器人已是成熟的產(chǎn)業(yè)。實驗和觀察研究表明，在崎嶇不平的堅硬地面上行駛 (行走 )的平均速度，履帶車輛為8~16 公里／小時；輪式車輛為 5～ 8 公里／ d,時；而足式運動的奔跑速度最高可達 56 公里／小時。 生物科學、仿生工程學的研究需要 研究開發(fā)雙足步行機器人的另一重要意義是為了更好的了解人類和其 他動物的行走機理，并為下肢癱瘓者提供較理想的假肢。 機器人控制技術 —— 目前重點研究開放式、模塊化控制系統(tǒng)，努力使人機界面更加友好，使機器人操作系統(tǒng)具有良好的語言及圖形編輯界面，同時機器人的控制器的標準化和網(wǎng)絡化以及基于 PC 機網(wǎng)絡式控制器也成為研究熱點。這款機器人在平地上走得很好，步速達 0． 23 米／秒。索尼公司的第二代機器人 SDR_4X[12]展示了更為復雜的行走控制和更為豐富的通訊功能。 哈爾濱工業(yè)大學 [15]自 1985 年開始研制 雙足步行機器人，迄今為止已經(jīng)完成了三個型號的研制工作。其他國家，尤其是歐洲的一些國家，步行機器人的研究水平也很高。在步態(tài)研究方面，蘇聯(lián)的 Bessonov 和 Umnov 定義了“最優(yōu)步態(tài) [26]Kugushev 和Jaroshc、 skij 定義了“自由步態(tài) [27]”。而機器人行走速度的提速在工業(yè)、軍事、航空、醫(yī)療、及人道主義救援方面都有著重大的意義。 3) 3D仿真環(huán)境，仿真比賽身臨其境。 2) 內(nèi)嵌堆棧式 C 語言解釋器，支持直接 C 代碼編程。如下圖所示： 圖 比賽環(huán)境環(huán)形跑道 如此，一個簡單的環(huán)形跑道就建立好了。 其中循線為子程序，該流程圖如圖： 圖 子程序流程圖 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 21 首先通過機器人前部的兩個地面灰度值傳感器檢測地面的灰度值，將反饋的數(shù)量進行分析。但在前文已經(jīng)提到，由于該實驗具有一定的隨機因素，所以我們會采用多次實驗來驗證實驗需要的實驗結果。但在前文我們已經(jīng)提到了比賽隨機因為的原因，我們還需進行多次試驗。當傳感器 1 的反饋值不在 120 內(nèi)，傳感器 2 的反饋值在 120 內(nèi)時，機器人將向 y 的正方向轉(zhuǎn)向 40，時間為 秒；傳感器 2 的反饋值不在 120 內(nèi)時，機器人將沿 x 方向前進 80，時間為 秒，再向 y 的負方向轉(zhuǎn)向 40，時間為 秒。 } } 進行第一次實驗。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 參考文獻 35 參 考 文 獻 [1] 譚冠政，朱劍英，尉忠信 ． 國內(nèi)外兩足步行機器人研究的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J]機器人 ， 1992． 14(3)： 6166. 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