3106 两足行走机器人行走控制系统设计
3106 两足行走机器人行走控制系统设计,行走,机器人,控制系统,设计
各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127该软件有以下功能:1、速度控制设定功能:可以调试出任意速度,多路电机不同速度运行稳定,实时性好,速度精准,加速减速任意设。2、循环控制功能:让您不必费心点击鼠标啦,反复调试更加易用,可作为小型工业机械手主控板,功能循环执行,提供作业效率。3、指令保存功能:可以将您调试好的指令集保存,自动生成指令文档,日期时间准确,例如 robotcode20090107_1550,您也可以个性化自命名,避免读取指令文档错误或者重新编辑。4、指令读取功能:只要轻松点击“打开指令”按键,会进入指令集文档,选择您要读取的以往指令文档,恢复当前功能设置。5、控制动作完成时间功能:只要发送指令时间大于动作完成时间,您就可以任意设置动作的完成时间,软件备有自动调整功能,可将电机转动平滑过渡,避免了机器人定格控制缺陷。6、串口调试助手:不必再因打开其他调试软件浪费时间了, “发送” 、 “清除”轻松点击更加易用。7、蓝牙识别功能:可以添加蓝牙模块,实现无线远程控制。各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127南京理工大学泰州科技学院学生毕业设计(论文)中期检查表学生姓名 黄俊 学 号 05010213 指导教师 路建萍 刘 艳课题名称 两足行走机器人行走控制部分设计难易程度 偏难 适中 偏易选题情况工作量 较大 合理 较小任务书 有 无开题报告 有 无符合规范化 的要求外文翻译质量 优 良 中 差学习态度、出勤情况 好 一般 差工作进度 快 按计划进行 慢中期工作汇报及解答问题情况优 良 中 差中期成绩评定:良所在专业意见:在毕业设计期间,工作积极主动,学习态度良好,能够按要求完成老师布置的各项任务。负责人: 年 月 日各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)任务书系 部 : 机械工程系专 业 : 机械工程及自动化学 生 姓 名: 黄俊学 号:05010213设 计 (论 文 )题 目 : 两足行走机器人行走控制部分设计起 迄 日 期 : 2009 年 3 月 9 日 6 月 14 日设计 (论文 )地点 : 南京理工大学泰州科技学院指 导 教 师 : 路建萍 刘 艳专 业 负 责 人 : 龚光容发任务书日期: 2009 年 2 月 26 日各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127毕 业 设 计(论 文)任 务 书1本毕业设计(论文)课题应达到的目的:微机原理及接口技术在各科领域有很广泛的应用,通过该课题的研究使学生掌握微机在控制系统中的应用方法,输入输出通道的设计、定时计数器的设计、A D 及DA 转换、行走电路的设计、对电动机驱动与控制设计。同时使学生掌握工程设计的一般方法以及独立分析问题和解决问题的能力,最终使学生的综合素质得以提高。2本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):技术要求:熟悉微机及接口实验板的使用方法。了解机器人行走控制系统的原理及设计方法。总体方案的设计。详细方案的设计。调试硬件电路并编制相应的控制程序。提交规范的设计文档。条件:微机及相应接口实验板和控制功能芯片。各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127毕 业 设 计(论 文)任 务 书3对本毕业设计(论文)课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等:(1)开题报告、文献综述、资料翻译;(2)机器人行走控制系统的原理图;(3)直流电动机的控制软件;(4)毕业设计说明书。4主要参考文献:1 马香峰. 机器人机构学M. 北京: 机械工业出版社, 1991.2 王晓明电动机的单片机控制北京航空航天大学出版社,2003.3 吴瑞祥. 机器人技术及应用M. 北京:北京航空航天大学出版社,1994. 4 熊有伦. 机器人技术基础M.武汉:华中理工大学出版社,1996.5 王志良. 竞赛机器人制作技术M.北京:机械工业出版社,2007.6 马香峰等. 工业机器人的操作机设计M. 北京:冶金工业出版社,1996 年 9月.7 余达太,马香峰. 工业机器人应用工程M. 北京:冶金工业出版社,1999 年 4月.8 刘政华等. 机械电子学M北京:国防科技大学出版社,1999.10.9 Ernest L. Halletl. Robotics: A User-Friendly Introduction M. New York:CBS College Publishing,1985.10 Yoram Koren. Robotics for Engineers M.McGraw-Hill Book Company, 1985.11 张建民机电一体化原理与应用M国防科技大学出版社,1992.112 曲家骐等伺服控制系统中的传感器M北京:机械工业出版社,1998.13 秦志强等. 基础机器人制作与编程M. 北京: 电子工业出版社,2007.14 高钟毓机电一体化系统设计M北京:机械工业出版社,1997.215 陈继荣. 智能电子创新制作M. 北京:科技出版社,2007.16 张建民等机电一体化系统设计M北京:北京理工大学出版社,1997.各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127毕 业 设 计(论 文)任 务 书5本毕业设计(论文)课题工作进度计划:起 迄 日 期 工 作 内 容2009年3月 9 日 3 月 15日3月 16日 3 月 22日3月 23日 3 月 29日3月 30日 4 月 5 日4月 6 日 4 月 12日4月 13日 4 月 26日5月 4 日 5月 10日5月 11日 5月 17 日5月 18日 5月 24 日5月 25日 5月 31 日6月 1 日 6月 7 日6月 8 日 6月 14 日选题,发放审题表及任务书,熟悉课题完成外文资料翻译完成开题报告(包含文献综述)查阅相关资料,熟悉直流电动机及两足机器人的工作方式 总体控制方案设计详细方案设计,包括传感器的选择、控制电路设计等系统联调,对设计方案进行评价与修改,使之完善绘制控制系统电气原理图和流程图整理相关资料,撰写并打印设计说明书初步提交设计成果(包括图纸及论文) ,整理正式提交设计成果和设计说明书准备论文答辩所在专业审查意见:负责人: 年 月 日系部意见:系部主任: 年 月 日各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)前期工作材料学 生 姓 名 : 黄俊 学 号: 05010213系 部 : 机械工程系专 业 : 机械工程及自动化设计 (论 文 )题 目 : 两足行走机器人行走控制部分设计指 导 教 师 : 路建萍 刘艳 工程师 助教材 料 目 录序号 名 称 数量 备 注1 毕业设计(论文)选题、审题表 12 毕业设计(论文)任务书 13 毕业设计(论文)开题报告含文献综述 14 毕业设计(论文)外文资料翻译含原文 15 毕业设计(论文)中期检查表 12009 年 5 月各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)外文资料翻译系部: 机械工程系 专 业: 机械工程及自动化 姓 名: 黄 俊 学 号: 05010213 外文出处:Luis Alexander,Alexander Mota, Pedro Fonseca 附 件:1.外文资料翻译译文;2.外文原文。 各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127指导教师评语:译文正确地表达了原文的意义、概念描述符合汉语的习惯,语句通畅,层次很清晰。签名: 年 月 日注:请将该封面与附件装订成册。附件 1:外文资料翻译译文比较控制策略的自主线追踪机器人摘要自主移动机器人是一个非常激动人心的领域,特别是对那些参加电子产品课程的学生。作者和阿维罗大学的学生参与了一些在这一领域的活动。特别是,其中一个此类活动是发明了能够沿着画在地板上直线运动的机器人。为了达到这一效果,一个模拟器已经实施并多次测试了对机器人不同控制方法的影响。本文对基于 MATLAB 的机器人模型和线追踪模拟器进行了一个简短的描述。然后在导致绝对误差(IAE)和积分误差平方(ISE),易微调和各自代码复杂性方面比较了几种不同的控制方法。比较的方法:成正比、比例微分、比例积分导数、模糊、表为基础的模糊,自我组织唱模糊和神经网络逆模型基础。1 导言研发自主机器人是一个跨学科的活动,因此有很大的教育价值。与此事实上,考虑到作者一直支持阿维罗大学学生小组参加每年一度在法国举办的盛事,在法国,除了其他的任务,自主移动机器人必须沿着一条线运动。为了更好地理解的线追踪机器人的行为,为了显示学生们在发明机器人时来自物理、几何、电子、仪表和控制集成方面综合的科学理念,作者建立了一个沿线分布机器人各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127的分析模型。该模型考虑到一些现实世界的限制,允许预测以电动机电压为基础的移动机器人的运动。另外,作者所描述的几何形状线追踪过程被用来建立一个模拟器。这决定了某一机器人的确定路径以及该路径和参考路径之间的关系。该模拟器是一种宝贵的工具,在之前研发机器人是能够比较不同的控制方法以及不同的传感器布局。这样在实际制造过程中可以更好地决定机器人有关的物理性质。下一节本文将对机器人模型和模拟器进行一个简短的描述,在第 3 节是几种不同控制方法的比较,包括比例、比例微分、比例积分微分,模糊,表为基础的模糊,模糊自我组织和神经网络逆模型基础。在第 4 节中将提到相关结论包括一些对正在进行的工作的评论。2 仿真机器人2.1 机器人模型之前已经提到学生们建造的机器人的活动通常很简单,见(图 1)。 运动是通过使用两个独立的直流电电动机驱动每一个车轮。差分驱动器用于控制机器人。一个或两个额外的连铸机车轮用来保持机器人的横向稳定。与参考路径相比较机器人的偏差是通过放置在机器人之前的红外光探测器测量的。通常情况下,车轮速度的闭环控制已经不再运用。每个车轮的速度控制间接地采用马达电压的。此选项可能会降低性能的跟踪算法但简化了最后的调整。请记住,闭环速度控制方向盘使用将需要调整两个额外的独立循环。图 1,基本机器人。图 1 基本机器人这些特点已用于计算模型线追踪机器人(图 2 )。为了进一步提高准确性,该模型在惯性(质量(M) 和转动惯量( j ),摩擦系数(平移(B y)和旋转(B)运动),电动马达参数(电阻( R )和 电机常数(Km),额外的噪声各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127(在传感器中读取)和机器人的物理限制,如线传感器(5)的长度和可用于电机(V MAX)最大电压。该模型l描述并且计算电压应用电动机为基础的机器人的线性度(v)和角速度(0)。2.2 线追踪模拟器上文已经提到机器人模型与几何分析线追踪问题是相辅相成的。这个问题属于一般路径跟踪问题在众多文献2中已经被解决。特别是,本文呈现的该模拟器用被动的方式来跟踪未知的线的方法与之前计划的跟踪路径相反。因此,这是事先得知。图 2 机器人模型几何分析还表明,可根据目前的偏差、车轮速度和机器人相对于线的角度位置来计算出未来偏离线(e)。该机器人是用来作为参考。然而,为了更好地界定参考轨迹和想象的机器人轨迹,另一种模式是建立在该机器人的位置基础上而做出一个绝对的参考。在这几何模型基中,机器人偏离线(e)可根据机器人绝对位置和车轮的速度来计算。知道机器人的位置(坐标 X,Y,Z)是有可能计算相交的传感器阵列与线( Xey ,Ye ),然后可以计算出偏差 e(图 3 )。由此可以得出机器人位移的轨迹 e 是非线性的。各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127图 3 线追踪几何模型在一个无限小的时间间隔来计算机器人位移。如果这个区间保持足够小则是不相关的,如果直线运动是分开考虑的,那角运动和其中那些是要首先考虑的。在实验进行时,这样的一个区间里轨迹点以每 5 毫米计算是小到足以获得同样的轨迹,不管是角或直线运动都会被首先考虑。几何模型可以参考线组成的直线段和圆弧的周长一个接一个加入。虽然它似乎有限制,它允许创建几乎任何种类的轨迹顺利通过使用不同的圆弧半径。图 2 为该机器人模型。2.3 参考路径该模拟是在由直线段与弧线交错的围成的弧形90或 180孔一起插入纸的直片段所组成的参考路径。这种路径在图4中所描述,总长度约30米。图 4 参考路径2.4 机器人参数各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127在 5 月的这一年,阿维罗大学以本文模拟为基础的机器人为代表参加在法国堡贝尔纳的 1996 年的国际移动机器人锦标赛。根据1,3的详细资料,下面的参数为:重量 M = 3.2 公斤转动惯量 J = 0.7 千克.米 2 马达最大可用电压 = 11.5 伏特电机参数(R= 7 欧姆和 Km= 0.86 N/ A )车轮直径 Rw= 0.03 米车轮之间的距离 b = 0.27 米线性运动摩擦系数 B y=40kg/s角运动摩擦系数 B w = 0.25 Kg./s类型传感器阵列-线性与饱和宽度传感器阵列 S=18 米3 比较控制策略可以图看出,机器人模型有两个投入,V 和 Vdif是平均和差别电压适用于驱动电动机。然而,只有一个错误的信号是偏差的机器人将通过传感器经参考路径传送。如果机器人总是向前推进,可以看出,任何控制方法,将减少使机器人回到参考路径。由于差动电压是一个确定的角运动的机器人的,让它改变方向,使之收敛的路线,一个简单的可能性是使用电子邮件直接控制 Vdif在这种情况下,因为最终目的是为实现最高速度的参考路径,平均电压 V,可以设置为最大值。然而,实际的电压适用于马达的驱动器是有限的。反映了修正到平均收益率差电压变风量和 Vdif,这将真正提供给机器人模型。此外,产出的传感器功能被损坏和加性噪声。这噪声允许这些缺陷影响线路或地板,电器干扰传感器的读数和有限精度。为了便于比较,噪音载体,保持同对所有运行从开始到终结点。控制是数字化,采样周期为 100 毫秒。 完整的控制系统图 5。那个参考输入的路径进行跟踪。错误信号是偏差宣读的传感器阵列。各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127图 5 完整的控制系统在这种简单的模式控制功能可书面表达。在非常快的机器人中,有兴趣的也可以使用 Vav作为一个电子商务功能。例如,这可以用来减慢机器人,同时描述了曲线和加快沿直线部分。然而,机器人通常都建不是非常快,运行不到 0.5 个 D 语。因此,在本文其余的简单的办法在( 1 )中将被用于。要比较性能的每一个控制方法两项主要措施已使用的整体绝对误差(IAE)和积分误差平方(ISE) ,综合沿着充分参考路径。其他两个措施也被使用时,机器人将达到最大绝对误差(E Max)和平均时速。3.1 比例控制最简单的形式的控制是使用比例 Vdif,=Kp * e 控制功能产生。虽然简单,这种方法提出了几个问题。正如这一点最大价值为 Kp的是很难找到(需要许多判断)特别是在非线性系统。另外,它能够提供的相对较少最佳的性能,因为它无法弥补的滞后所造成的机器人惯性。为充分参考路径图 4,使用比例控制 Kp= 200 ,造成偏差情节描述见图 6。注意典型的振荡起因于与简单的比例的方法一起获得比较差的控制。各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127图 6 使用 Kp=200 控制比例附件 2:外文原文各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名: 黄俊学 号:05010213专 业 : 机械工程及自动化设计 (论文 )题目 : 两足行走机器人行走控制部分设计指 导 教 师 : 路建萍 刘 艳2009 年 3 月 22 日开题报告填写要求1开题报告(含“文献综述” )作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3 “文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15 篇科技论文的信息量,一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量(不包括辞典、手册) ;4有关年月日等日期的填写,应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2009 年 3 月 15 日”或“2009-03-15”。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000 字左右的文献综述:文 献 综 述摘要 两足行走机器人是当前机器人研究领域最活跃的研究方向之一,引起了许多科研工作者的注意。本文介绍了两足行走机器人与其他移动机器人相比的主要优点,对国内外两足行走机器人的研制工作做了综述,并对将来的研究方向和工作重点做出了展望。关键词 机器人 智能控制 两足行走 1 两足行走机器人的一般情况两足机器人是模拟人类用两条腿走路的机器人 1。两足步行机器人适于在凸凹不平或有障碍的地面行走作业,比一般移动机器人灵活性强,机动性好。1972 年,日本早稻田大学研制出第一台功能较全的两足步行机器人。美国、南斯拉夫等学者也研制出各种两足走行机器人模型。两足步行模型是一个变结构机构,单脚支撑为开式链,双脚支撑为闭式链。支撑点的固定靠摩擦力来保证,质量分布和重量大小都直接影响静态和动态的稳定性。为保证行走过程中姿态的稳定性,对行走步态应加严格的约束2,4 。如图 1 中示出了具有 11 个动力关节的两足步行模型的自由度分配。这些关节以旋转轴的方向分为纵摇轴、横摇轴和偏航轴。纵摇轴实现前进方向的重心移动,横摇轴实现左右方向的重心摆动,偏航轴转换方向。在行走过程中,通过纵摇轴的髋关节、膝关节和踝关节的协调动作,在前进方向上移动重心;通过上驱体关节使上身左倾或右倾,移动上身塔载调节重心;通过偏航轴的腰关节转换方向。关节的驱动能源主要有气压、液压和电动三种。气压式重量轻、安全便宜,但因空气的可缩性,在变负载情况下,稳定性差。液压式输出功率大、快速性好,但需配备动力组件。例如,日本早稻田大学加藤一郎教授研制的 WD-10RD,是具有 12 个自由度的液压驱动机器人。电动式结构简单、控制容易。但功率密度低、价格较高 6。图 1 两足步行机器人自由度的配置2 两足行走机器人的组成机器人主要由以下 6 个部分组成。(1)手臂手臂是机器人的一部分。该部位由手(手爪) 、手臂(手的姿势)和手腕组成。手臂通过各关节来实现动作的完成。(2)操作机构该部位是驱动机械人关节的驱动机构。被用于关节部位的操作机构几乎都是带有减速器的伺服电动机,但是对于可以放入手腕和腿中的小型高扭矩的直接驱动式电动机的要求则较高。(3)传感器传感器作为用来检测视觉、触觉、动作姿势控制等部位,包括用于测定手腕位置和速度等的内置传感器和用于识别机器人作业对象的外部传感器。(4)移动机构移动机构就机器人的脚,它是用来移动的部位,以实现机器人的抬腿跨步,以及关节的旋转摆动,从而完成一些较为复杂的动作。(5)控制器(控制装置)控制器是用来控制一系列动作的部位 8,9 。为了使机器人的手腕和腿部位活动起来,需要控制器(控制装置)来向安装在这些部位的操作机构和传感器发送信号指令,使其接受位置信号。控制器会把人类所要求的作业命令记录起来,通过开始质量那个让其激活,再把必要的动作指令传送给手腕和腿部位。(6)操作机构的驱动源操作机构的驱动源主要有液压式、电动式和启动式。3 两足行走机器人的特性体现 (1)两足行走机器人能适应各种地面且具有较高的逾越障碍的能力,能够方便的上下台阶及通过不平整、不规则或较窄的路面,它的移动“盲区”很小。(2) 两足行走机器人的能耗很小,因为该机器人可具有独立的能源装置,因此在设计时就应充分考虑其能耗问题。机器人力学计算也表明,足式机器人的能耗通常低于轮式和履带式 79 。(3) 两足行走机器人具有广阔的工作空间。由于行走系统的占地面积小,而活动范围很大,所以为其配置的机械手提供了更大的活动空间,同时也可使机械手臂设计得较为短小紧凑。(4)两足行走是生物界难度最高的步行动作。但其步行性能却是其它步行结构所无法比拟的。所以,仿人机器人的研制势必要求并促进机器人结构的革命性的变化同时有力推进机器人学及其它相关学科的发展 12。两足机器人对机器人的机械结构及驱动装置提出了许多特殊要求,这将导致传统机械的重大变革。两足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。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。在对其研究的过程中很可能导致力学及控制领域中新理论、新方法的产生,另外,仿两足机器人的研究还可以推动仿生学、人工智能、计算机图形、通信等相关学科的发展。因此,两足步行机器人的研制具有十分重大的价值和意义。4 两足行走机器人的研制展望两足行走机器人与轮式、履带式机器人相比有许多突出的优点和它们无法比拟的优越性。但是由于受到机构学、材料科学、计算机技术、控制技术、微电子学、通讯技术、传感技术、人工智能、数学方法、仿生学等相关学科发展的制约。至今基本上仍处于实验室研制的阶段,尤其是双足行走的速度、稳定性及自适应能力仍不是十分理想。只有在走稳走好之后再加上臂部执行机构和智能结构,才谈得上真正的仿人 12。当然,仿人不能仅仅局限于这些。还应该模仿人类的视觉、触觉、语言,甚至情感等功能。仿人机器人是许多技术的综合、集成和提高。目前,主要的攻关项目还是行走功能的进一步提高。日本本田公司生产的仿人机器人虽已走向市场化。但是,它的功能还很有限,离实际意义上的拟人化还有相当的一段距离,所以仿人机器人给科研工作者提供了广阔的研究空间,提出了一个又一个新的挑战!同时也促进了许多相关学科的发展,导致了一些新理论,新方法的出现。越来越多的科研工作者投入了这一新兴的前沿学科。5 总结两足步行是步行方式中自动化程度最高、最为复杂的动态系统 13。两足步行系统具有非常丰富的动力学特性,对步行的环境要求很低,既能在平地上行走,也能在非结构性的复杂地面上行走,对环境有很好的适应性。与其它足式机器人相比,双足机器人具有支撑面积小,支撑面的形状随时间变化较大,质心的相对位置高的特点。是其中最复杂,控制难度最大的动态系统。但由于双足机器人比其它足式机器人具有更高的灵活性,因此具有自身独特的优势,更适合在人类的生活或工作环境中与人类协同工作,而不需要专门为其对这些环境进行大规模改造。例如代替危险作业环境中(如核电站内)的工作人员,在不平整地面上搬运货物等等。此外将来社会环境的变化使得双足机器人在护理老人、康复医学以及一般家务处理等方面也有很大的潜力。参 考 文 献1 马香峰. 机器人机构学M. 北京: 机械工业出版社, 1991.2 王晓明电动机的单片机控制北京航空航天大学出版社,2003.3 吴瑞祥. 机器人技术及应用M. 北京:北京航空航天大学出版社,1994. 4 熊有伦. 机器人技术基础M.武汉:华中理工大学出版社,1996.5 王志良. 竞赛机器人制作技术M.北京:机械工业出版社,2007.6 马香峰. 工业机器人的操作机设计M. 北京:冶金工业出版社,1996.9.7 余达太,马香峰. 工业机器人应用工程M. 北京:冶金工业出版社,1999.4.8 刘政华等 机械电子学M北京:国防科技大学出版社,1999.10.9 Ernest L. Mallet. Robotics: A User-Friendly Introduction M. New York:CBS College Publishing, 1985.10 Yore Koran. Robotics for Engineers M.McGraw-Hill Book Company, 1985.11 张建民. 机电一体化原理与应用M国防科技大学出版社,1992.112 曲家骐. 伺服控制系统中的传感器M北京:机械工业出版社,1998.13 秦志强. 基础机器人制作与编程M. 北京: 电子工业出版社,2007.14 高钟毓. 机电一体化系统设计M北京:机械工业出版社,1997.215 陈继荣. 智能电子创新制作M. 北京:科技出版社,2007.16 张建民机电一体化系统设计M北京:北京理工大学出版社,1997.毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):1 课题目的与预期目标微机原理及接口技术在各科领域有很广泛的应用,通过该课题的研究使学生掌握微机在控制系统中的应用方法,行走电路的设计、对电动机驱动与控制设计。同时使学生掌握工程设计的一般方法以及独立分析问题和解决问题的能力,最终使学生的综合素质得以提高。2 主要研究的问题(1) 设计了两足步行机器人的硬件电路选用高性能、低功耗的 8 位 AVR 微处理器,指令执行时间为单个时钟周期,速度快,控制精度高、I/O 口驱动能力更强,优于 AT51、STC51 系列单片机。(2) 选择设计了两足步行机器人的控制软件系统在操作系统下设计了应用程序,实现了两足机器人控制系统的各项功能,搭建了完整的两足机器人控制系统软件框架(3) 搭建了 17 自由度机器人双腿的运动模式静态步行模式分为 10 个静态姿势及其切换顺序如图 2 所示。图2 两足机器人行走步行模式毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告指导教师意见:1对“文献综述”的评语:该生的文献综述结合所要研究地课题比较紧密,从文中可以看出该生对所要做地工作进行了较深入地学习。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:本课题要做什么步骤叙述很清楚,设计思路正确,工作量合理,预计该生能顺利并很好地完成该课题。指导教师: 年 月 日所在专业审查意见:负责人: 年 月 日各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127南京理工大学泰州科技学院本科生毕业设计(论文)选题、审题表姓 名 路建萍 刘艳系部 机械工程系指导教师专业技术职 务 工程师 助教课题名称 两足行走机器人行走控制部分设计适用专业 机械工程及自动化A B C D E A B C D课题性质 课题来源 大 适中 小 难 适中 易课题预计工作量大小 课题预计难易程度 课题简介本课题源于“第一届全国大学生机械创新设计大赛”中两足行走机器人。目前,机器人大多以轮子的形式实现行走功能阶段。真正模仿人类用腿走路的机器人还不多,虽有一些六足、四足机器人涌现,但是两足机器人还是凤毛麟角。在机器人研究领域处于国际领先水平的日本,推出了诸如舞蹈机器人等双足行走机器人,但成千上万的传感器和复杂的控制系统使这类机器人造价非常昂贵。我们这个课题,探索设计仅靠巧妙的机械装置和简单的控制系统就能实现模拟人类行走的机器人。其分功能有:交替迈腿、摇头、摆大臂、摆小臂。课题应完成的任务和对学生的要求1、课题调研、查阅资料,撰写开题报告及外文翻译; 2、总体方案论证及选择; 3、完成机器人交替迈腿的控制部分设计; 4、撰写设计说明书。所在专业审定意见:专业负责人(签名): 年 月 日注:本课题由 黄 俊 同学选定,学号: 05010213 注:1该表由指导教师填写,经所在专业负责人签名后生效,作为该专业学生毕业设计(论文)选题使用;2有关内容的填写见背面的填表说明,并在表中相应栏内打“” ;3课题一旦被学生选定,此表须放在学生“毕业设计(论文)资料袋”中存档。各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127填 表 说 明1该表的填写只针对 1 名学生做毕业设计(论文)时选择使用,如同一课题由 2 名及 2 名以上同学选择,应在申报课题的名称上加以区别(加副标题) ,并且在“设计(论文)要求”一栏中说明。2 “课题性质”一栏:A产品设计;B工程技术研究;C软件开发;D研究论文或调研报告E其它。3 “课题来源”一栏:A自然(社会)科学基金与省(部) 、市级以上科研课题;B企、事业单位委托课题;C校、院(系)级基金课题;D自拟课题。4 “课题简介”一栏:主要指该课题的背景介绍、理论意义或实用价值。各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸( 需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127该软件有以下功能:1、速度控制设定功能:可以调试出任意速度,多路电机不同速度运行稳定,实时性好,速度精准,加速减速任意设。2、循环控制功能:让您不必费心点击鼠标啦,反复调试更加易用,可作为小型工业机械手主控板,功能循环执行,提供作业效率。3、指令保存功能:可以将您调试好的指令集保存,自动生成指令文档,日期时间准确,例如 robotcode20090107_1550,您也可以个性化自命名,避免读取指令文档错误或者重新编辑。4、指令读取功能:只要轻松点击“打开指令”按键,会进入指令集文档,选择您要读取的以往指令文档,恢复当前功能设置。5、控制动作完成时间功能:只要发送指令时间大于动作完成时间,您就可以任意设置动作的完成时间,软件备有自动调整功能,可将电机转动平滑过渡,避免了机器人定格控制缺陷。6、串口调试助手:不必再因打开其他调试软件浪费时间了, “发送” 、 “清除”轻松点击更加易用。7、蓝牙识别功能:可以添加蓝牙模块,实现无线远程控制。各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127南京理工大学泰州科技学院学生毕业设计(论文)中期检查表学生姓名 黄俊 学 号 05010213 指导教师 路建萍 刘 艳课题名称 两足行走机器人行走控制部分设计难易程度 偏难 适中 偏易选题情况工作量 较大 合理 较小任务书 有 无开题报告 有 无符合规范化 的要求外文翻译质量 优 良 中 差学习态度、出勤情况 好 一般 差工作进度 快 按计划进行 慢中期工作汇报及解答问题情况优 良 中 差中期成绩评定:良所在专业意见:在毕业设计期间,工作积极主动,学习态度良好,能够按要求完成老师布置的各项任务。负责人: 年 月 日各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)任务书系 部 : 机械工程系专 业 : 机械工程及自动化学 生 姓 名: 黄俊学 号:05010213设 计 (论 文 )题 目 : 两足行走机器人行走控制部分设计起 迄 日 期 : 2009 年 3 月 9 日 6 月 14 日设计 (论文 )地点 : 南京理工大学泰州科技学院指 导 教 师 : 路建萍 刘 艳专 业 负 责 人 : 龚光容发任务书日期: 2009 年 2 月 26 日各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127毕 业 设 计(论 文)任 务 书1本毕业设计(论文)课题应达到的目的:微机原理及接口技术在各科领域有很广泛的应用,通过该课题的研究使学生掌握微机在控制系统中的应用方法,输入输出通道的设计、定时计数器的设计、A D 及DA 转换、行走电路的设计、对电动机驱动与控制设计。同时使学生掌握工程设计的一般方法以及独立分析问题和解决问题的能力,最终使学生的综合素质得以提高。2本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):技术要求:熟悉微机及接口实验板的使用方法。了解机器人行走控制系统的原理及设计方法。总体方案的设计。详细方案的设计。调试硬件电路并编制相应的控制程序。提交规范的设计文档。条件:微机及相应接口实验板和控制功能芯片。各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127毕 业 设 计(论 文)任 务 书3对本毕业设计(论文)课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等:(1)开题报告、文献综述、资料翻译;(2)机器人行走控制系统的原理图;(3)直流电动机的控制软件;(4)毕业设计说明书。4主要参考文献:1 马香峰. 机器人机构学M. 北京: 机械工业出版社, 1991.2 王晓明电动机的单片机控制北京航空航天大学出版社,2003.3 吴瑞祥. 机器人技术及应用M. 北京:北京航空航天大学出版社,1994. 4 熊有伦. 机器人技术基础M.武汉:华中理工大学出版社,1996.5 王志良. 竞赛机器人制作技术M.北京:机械工业出版社,2007.6 马香峰等. 工业机器人的操作机设计M. 北京:冶金工业出版社,1996 年 9月.7 余达太,马香峰. 工业机器人应用工程M. 北京:冶金工业出版社,1999 年 4月.8 刘政华等. 机械电子学M北京:国防科技大学出版社,1999.10.9 Ernest L. Halletl. Robotics: A User-Friendly Introduction M. New York:CBS College Publishing,1985.10 Yoram Koren. Robotics for Engineers M.McGraw-Hill Book Company, 1985.11 张建民机电一体化原理与应用M国防科技大学出版社,1992.112 曲家骐等伺服控制系统中的传感器M北京:机械工业出版社,1998.13 秦志强等. 基础机器人制作与编程M. 北京: 电子工业出版社,2007.14 高钟毓机电一体化系统设计M北京:机械工业出版社,1997.215 陈继荣. 智能电子创新制作M. 北京:科技出版社,2007.16 张建民等机电一体化系统设计M北京:北京理工大学出版社,1997.各类毕业设计课程定做 Q 号是 1714879127 该论文含配套的图纸(需购买)毕业设计课程定做 Q*Q=1714879127毕 业 设 计(论 文)任 务 书5本毕业设计(论文)课题工作进度计划:起 迄 日 期 工 作 内 容2009年3月 9 日 3 月 15日3月 16日 3 月 22日3月 23日 3 月 29日3月 30日 4 月 5 日4月 6 日 4 月 12日4月 13日 4 月 26日5月 4 日 5月 10日5月 11日 5月 17 日5月 18日 5月 24 日5月 25日 5月 31 日6月 1 日 6月 7 日6月 8 日 6月 14 日选题,发放审题表及任务书,熟悉课题完成外文资料翻译完成开题报告(包含文献综述)查阅相关资料,熟悉直流电动机及两足机器人的工作方式 总体控制方案设计详细方案设计,包括传感器的选择、控制电路设计等系统联调,对设计方案进行评价与修改,使之完善绘制控制系统电气原理图和流程图整理相关资料,撰写并打印设计说明书初步提交设计成果(包括图纸及论文) ,整理正式提交设计成果和设计说明书准备论文答辩所在专业审查意见:负责人: 年 月 日系部意见:系部主任: 年 月 日
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3106 两足行走机器人行走控制系统设计,行走,机器人,控制系统,设计
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