毕业论文--+机器人的运动与控制.doc

安阳师范学院本科学生毕业论文机器人的运动与控制作者**** 院(系) 物理与电气工程学院专业电气工程与自动化年级 2012 级学号***** 指导教师*** 日期*************** 学生诚信承诺书本人郑重承诺:所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得安阳师范学院或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名: 日期: 论文使用授权说明本人完全了解安阳师范学院有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。签名: 导师签名: 日期: 第 1页机器人的运动与控制杨佩佩(安阳师范学院物理与电气工程学院河南安阳 455002 ) 摘要:人形机器人一直是机器人领域研究的热点,它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、信息工程、自动控制工程以及人工智能和仿生学等多种学科的最新科研成果,代表了机电一体化的最高成就,是目前科技发展最活跃的领域之一。本课题以 Bioloid 机器人为实践,着重分析机器人的构成,以及它的工作原理,并控制机器人的运动状态,让我们对机器人有一定的简单了解。|关键词:Bioloid 机器人;构成; 工作原理;控制 1引言 课题意义人形机器人是机器人技术中的最高点,它代表了机器人技术的发展现状。人类是在地球上最富有智慧的一种动物。而对人类进行仿制的机器人是对高级智能形式的探索。人形机器人可以代替人类去完成危险的或繁重的工作。在有毒的、对人体有害的、高温的、或危险的工作环境中,人形机器人可以代替人类去完成这些工作。对于一些重复性和繁重的工作,人形机器人则完全可以代替人类保质保量的完成这些工作。[l] 人形机器人在服务业方面具有广阔的前景。人形机器人可以做成导游礼仪机器人,能够跟人进行简单的对话,在宾馆接待客人。现在很多的国家在开发能进行表演的机器人。在大型游乐园,为了增加娱乐性,这些机器人能够说话唱歌和表演,还能跟人进行交流。人形机器人还是残疾人士的福音。在电影《阿凡达》里面有一种人操纵的仿人机器人,人可以坐在机器人里面操纵机器人行走和做各种各样的动作。如果这种机器人能够走进人们的现实,无疑会给残疾人士带来希望。使残疾人可以突破自身的缺陷,重新获得自由。当然,人形机器人对人类的益处远不止这些,而且它将会给人类在科技、社会、经济、文化、伦理等方面带来深远的影响。由于人形机器人代表了机器人技术的最高水平,因此成为各个国家在机器人技术上努力争取的制高点。各国都不遗余力地投入财力、物力进行人形机器人技术的研究,其机械结构、控制系统、步态规划等都成为当今机器人研究的热门领域。[2] 人形机器人是工程上少有的高阶、非线性、非完整约束的多自由度系统。[3] 这对机器人的运动学、动力学及控制理论的研究提供了一个非常理想的实验平台。中国机器人大赛中专门设有针对人形机器人的舞蹈比赛,本项目这是以此为平台对人形机器人的机械结构和控制系统等进行研究,希望利用全国机器人大赛这样一个平台与其他高校、企业进行交流, 相互学****共同进步。 国内外的发展近年来,人形机器人的研究与开发引起了日本和欧美等许多国家的科学家和企业家的极大热情,而且这些国家的政府也纷纷耗资去组织相应的发展战略计划。许多著名的大学和公司也成立或资助了这些以研究和开发人形机器人为目标的研究机构。日本是最早进行人形机器人研究的国家,在国外人形机器人的研究中尤以日本的研究中最为突出,代表着世界研究人形机器人的最高水平。最早出现的人形机器人应该首推 197 3 年早稻田大学加藤一郎研究室开发的认叭 BO不1 。加藤一郎教授等人在 WL一5 型二足步行机器人的基础上,配置了机械手、人工视觉、听觉等装置组成了认叭 BO丫1 型自主式机器人。尽管技术还不是很成熟,但认钱 BOT-1 却能通过视觉识别物体,也能通过听觉和语音与人进行交流,还能用有触觉的双手对物体进行操作,也能用双足行走,几乎具备人第 2页形机器人的所有功能和组成要素。其后,早稻田大学同一个研究室又开发了能演奏钢琴的人形机器人认叭 BOT-2 。人形机器人的新纪元是由本田在 19% 年推出的 P2掀开的。本田技研从 1986 年开始实施一项人形机器人研发的秘密计划。终于在 1996 年推出身高 182cm 、体重 210kg 的人形机器人 P2。P2 身上搭载了计算机和电池,而且具有无线遥控技术。 P2 通过重力感应器把地面的信息传给机器人电脑,经过机器人电脑进行判断,进而实现身体平衡和稳步前