機械手-兩足行走機器人——頭部、臂部控制部分設計

機械手-兩足行走機器人——頭部、臂部控制部分設計,機械手,行走,機器人,頭部,臂部,控制,節(jié)制,部分,部份,設計 總結(jié) 兩足步行機器人是個廣泛應用在教學、科研、比賽和娛樂等方面的機器人，集機械學、電子學、控制科學、計算機、數(shù)學等于一體。我們根據(jù)當前兩足步行機器人控制系統(tǒng)中常用的處理器和操作系統(tǒng)各自的特點，選用高性能、低功耗的 8 位AVR微處理器，指令執(zhí)行時間為單個時鐘周期，速度快，控制精度高、I/O口驅(qū)動能力更強，優(yōu)于AT51、STC51系列單片機。并對兩足步行機器人進行了運動學分析和靜態(tài)步行設計，實現(xiàn)在機器人在平面上的穩(wěn)定行走。 在前期工作中，我們設計了雙足機器人的機械結(jié)構(gòu)，對其進行了步態(tài)規(guī)劃，在機構(gòu)加工、裝配基本完成，控制和功率放大電路正常工作的基礎上，我們開始對物理樣機進行調(diào)試。為了保證調(diào)試的順利進行，我們按如下順序進行:首先進行單關節(jié)調(diào)試，這一步無任何問題后再進行關節(jié)的組合調(diào)試。 在前期的裝配工作中已經(jīng)進行過單關節(jié)調(diào)試，裝配是按關節(jié)進行的，從踝關節(jié)裝，從下到上最后是髖關節(jié)，調(diào)試的目的有兩個： （1）測試各關節(jié)機構(gòu)(包括電機、減速器)是否工作正常 （2）標識各個關節(jié)的運動方向 這樣邊裝配邊檢測可以保證裝配的順利進行，一旦發(fā)現(xiàn)問題可以及時改正。在裝配完成之后還要進行單關節(jié)的調(diào)試，目的有兩個： （1）測量各個關節(jié)實際運動范圍； （2）零位的制定。 在單關節(jié)調(diào)試完成之后，進行多關節(jié)聯(lián)合調(diào)試。之所以對關節(jié)進行聯(lián)合調(diào)試，是基于以下幾點考慮的: （1）單個關節(jié)雖然已經(jīng)調(diào)試通過，但多關節(jié)之間能否有效地配合起來尚不清楚； （2）供電部分在能夠有效的支持單電機工作的情況下，能否同樣支持多電機同時工作； （3）檢測各個關節(jié)聯(lián)合調(diào)試的實時性； （4）無論從編程實現(xiàn)，還是控制方案實施來看，多關節(jié)聯(lián)合調(diào)試跟單關節(jié)調(diào)試有本質(zhì)的不同，可以發(fā)現(xiàn)一些隱藏的問題，及時加以解決，便于下一步實驗的進行，同時可以給調(diào)試人員積累一些調(diào)試經(jīng)驗，為進一步調(diào)試打下基礎。 該課題在以后還有很多要進一步改進和研究的地方： (1) 機器人使用更為先進的處理器，如ARM系列處理器和PC104, PowerPC等單板計算機； (2) 對雙足機器人的行走的穩(wěn)定性認識不是很足，沒能使機器人能夠?qū)崿F(xiàn)自然、快速穩(wěn)定的行走； (3) 規(guī)劃時使用的理想模型與實際的物理本體有一定的差距，不能精確反映實際的情況； (4) 控制系統(tǒng)發(fā)出的控制信號與舵機執(zhí)行的結(jié)果存在誤差，不能完全復現(xiàn)規(guī)劃的結(jié)果。 在課題研究的整個階段，劉艷老師給了我不少的指導和建議，在此向他們表示衷心的感謝！ 同時還要感謝雙足機器人研究小組的其他成員：許峰、黃俊、徐昕晏、徐超。他們給予了我很大的幫助和支持。