【正文】 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 結(jié)論 34 結(jié) 論 提高機(jī)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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 比賽仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 31 drive( 0 , 40)。 motor( 2 , 80 )。 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 22 圖 仿真比賽界面 隊(duì)伍建立 在比賽管理菜單下的比賽隊(duì)伍管理界面建立兩個(gè)新的隊(duì) 伍，分別為一隊(duì)和二隊(duì)。要注意的是這里我們稱的這個(gè)差動裝置是因?yàn)闄C(jī)器人的運(yùn)動矢量是由兩個(gè)獨(dú)立的部件產(chǎn)生的（它與 差速齒輪沒有關(guān)系，此裝置上沒有使用差速齒輪）。 2) 機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器知識構(gòu)建、算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)。 9) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器類型、數(shù)量、方位、參數(shù)任意設(shè)定，可自由設(shè)計(jì)自己的機(jī)器人。也能到達(dá)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(zhǔn)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(jī)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(xué)研制成功我國首例擬人機(jī)器人BRH． 01，該機(jī)器人身高 1． 58 米，體重 76 公斤，具有 32 個(gè)自由度，每小時(shí)能夠行走 l 公里，步幅 O． 33 米。它們采用分層遞解控制結(jié)構(gòu)，使雙足機(jī)器人實(shí)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(gè)人電腦或便攜式控制器操作步行方向和關(guān)節(jié)及手的動作。目前用于實(shí)踐的機(jī)器人作 業(yè)主要靠人的參與實(shí)現(xiàn)示教，缺乏自我學(xué)習(xí)和自我完善的能力。一旦對動物行走機(jī)理有了正確的理解，可以反過來更有效地指導(dǎo)步行機(jī)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(jié)構(gòu)所無法比擬的。 世界著名機(jī)器人專家，日本早稻田大學(xué)的加藤一郎教授說過：“機(jī)器人應(yīng)當(dāng)具有的最大特征之一是步行功能。 本文對目標(biāo)機(jī)器人建立了完整的競走比賽環(huán)境，使機(jī)器人能在平面上實(shí)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(jī)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(jī)器或機(jī)械電子裝置。 雙足機(jī)器人的優(yōu)越性 步行機(jī)器人包括雙足、四足、六足和八足機(jī)器人等。由于動物和機(jī)器需要完成相同的任務(wù)，它們的控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)必須解決類似的問題。 多傳感系統(tǒng)技術(shù) —— 目前研究熱點(diǎn)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(shí)用化問題。本田公司的計(jì)劃著重設(shè)計(jì)一般家用的機(jī)器人，而非針對特殊任務(wù)。最近，索尼公司又推出了改進(jìn)版的 SDR4XIl[13]，它身高 50 厘米，重量為 5 千克。國防科技大學(xué) [16]也進(jìn)行了這方面的研究。后來這種采用攝像機(jī)的方法又被 Demenyt[19]悃來研究人類的步行運(yùn)動。如果地面非常粗糙不平，那么步行機(jī)器人在行走時(shí)，下一步腳應(yīng)放在什么地方，就不能根據(jù)固定的步序來考慮，而是應(yīng)該像登山運(yùn)動員那樣走一步看一步，通過某一優(yōu)化準(zhǔn)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(jī)器人的行走速度進(jìn)行提升的嘗試與實(shí)驗(yàn)。 6) 對場地對象的顏色、紋理、材質(zhì)、顯示方式等自由設(shè)置。 5) 支持多機(jī)器人通常競技。 “機(jī)器人編輯”視圖軟件界面如下： 圖 機(jī)器人編輯界面 在菜單欄點(diǎn)擊建立一個(gè)新的機(jī)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(jìn)行右轉(zhuǎn)運(yùn)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(jìn) 行前進(jìn)再左轉(zhuǎn)的運(yùn)動。我們主要將采用兩種方向?qū)C(jī)器人的程序進(jìn)行修改和調(diào)試。由之前的目標(biāo)程序可知該機(jī)器人在轉(zhuǎn)向時(shí)的程序?yàn)? { drive( 0 , 41)。當(dāng)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(shí)，機(jī)器人將向 y 的正方向轉(zhuǎn)向 20，時(shí)間為 秒；傳感器 2 的反饋值不在 120 內(nèi)時(shí)，機(jī)器人將沿 x 方向前進(jìn) 40，時(shí)間為 秒，再向 y 的負(fù)方向轉(zhuǎn)向 20，時(shí)間為 秒。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 比賽仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 33 圖 第二次比賽結(jié)果 如圖，藍(lán)色的小車并沒有減少于紅色小車的距離，固實(shí)驗(yàn)失敗，下面我們將在同等條件下進(jìn)行第三次實(shí)驗(yàn)。 由于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)器材和環(huán)境的限制，本文無法使用雙足機(jī)器人進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，于是采用輪式機(jī)器人代替 雙足機(jī)器人進(jìn)行程序調(diào)試和仿真比賽。 stop()。 } else { drive( 80 ,0)。 motor( 2 , 100 )。 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 24 圖 比賽管理界面 機(jī)器人起始位置設(shè)定 運(yùn)用右鍵菜單設(shè)定機(jī)器人的坐標(biāo)位置與角度。根據(jù)輪子不同的轉(zhuǎn)向，表 羅列出了該機(jī)器人的不同運(yùn)動狀態(tài)。 5) 虛擬機(jī)器人仿真比賽。 12) 自由組隊(duì)，每對機(jī)器人任選，只 受計(jì)算機(jī)性能和規(guī)則限制。 ASVROBOT 有三個(gè)版本，即 ASVROBOT 單機(jī)版、網(wǎng)絡(luò)版服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)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(xué)模型和性能最優(yōu)準(zhǔn)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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 8 方法之間有一定的內(nèi)在 聯(lián)系。 在我國，機(jī)器人的真正使用到現(xiàn)在已經(jīng) 20 多年，已基本實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)、引進(jìn)到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)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(shù)比較少。 Hirose 介紹說，只有 ASIMO 擁有這種動態(tài)行走能力。目前，機(jī)器人僅僅實(shí)現(xiàn)了簡單的網(wǎng)絡(luò)通訊和控制，網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人是目前機(jī)器人研究中的熱點(diǎn)之一。目前，雙足步行機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)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(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域主要是康復(fù)醫(yī)學(xué)。研究雙足行走機(jī)器人具有重要的意義。 在機(jī)器人的控制問題上，本文采用 差動裝置來控制該機(jī)器人的運(yùn)動 ,由該機(jī)器人的兩個(gè)驅(qū)動輪不同的運(yùn)動狀態(tài)來達(dá)到控制機(jī)器人的目的。當(dāng)下，國際上工業(yè)機(jī)器人已是成熟的產(chǎn)業(yè)。實(shí)驗(yàn)和觀察研究表明，在崎嶇不平的堅(jiān)硬地面上行駛 (行走 )的平均速度，履帶車輛為8~16 公里／小時(shí)；輪式車輛為 5～ 8 公里／ d,時(shí)；而足式運(yùn)動的奔跑速度最高可達(dá) 56 公里／小時(shí)。 生物科學(xué)、仿生工程學(xué)的研究需要 研究開發(fā)雙足步行機(jī)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(jī)理，并為下肢癱瘓者提供較理想的假肢。 機(jī)器人控制技術(shù) —— 目前重點(diǎn)研究開放式、模塊化控制系統(tǒng)，努力使人機(jī)界面更加友好，使機(jī)器人操作系統(tǒng)具有良好的語言及圖形編輯界面，同時(shí)機(jī)器人的控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化以及基于 PC 機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器也成為研究熱點(diǎn)。這款機(jī)器人在平地上走得很好，步速達(dá) 0． 23 米／秒。索尼公司的第二代機(jī)器人 SDR_4X[12]展示了更為復(fù)雜的行走控制和更為豐富的通訊功能。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) [15]自 1985 年開始研制 雙足步行機(jī)器人，迄今為止已經(jīng)完成了三個(gè)型號的研制工作。其他國家，尤其是歐洲的一些國家，步行機(jī)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(jī)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(gè)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(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 21 首先通過機(jī)器人前部的兩個(gè)地面灰度值傳感器檢測地面的灰度值，將反饋的數(shù)量進(jìn)行分析。但在前文已經(jīng)提到，由于該實(shí)驗(yàn)具有一定的隨機(jī)因素，所以我們會采用多次實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)需要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但在前文我們已經(jīng)提到了比賽隨機(jī)因?yàn)榈脑?，我們還需進(jìn)行多次試驗(yàn)。當(dāng)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(shí)，機(jī)器人將向 y 的正方向轉(zhuǎn)向 40，時(shí)間為 秒；傳感器 2 的反饋值不在 120 內(nèi)時(shí)，機(jī)器人將沿 x 方向前進(jìn) 80，時(shí)間為 秒，再向 y 的負(fù)方向轉(zhuǎn)向 40，時(shí)間為 秒。 } } 進(jìn)行第一次實(shí)驗(yàn)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 35 參 考 文 獻(xiàn) [1] 譚冠政，朱劍英，尉忠信 ． 國內(nèi)外兩足步行機(jī)器人研究的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J]機(jī)器人 ， 1992． 14(3)： 6166. 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