凌梦队技术报告凌梦队技术报告.doc

2015年河南省机器人大赛 技术报告 参赛学校 河南理工大学 队伍名称 凌梦队 参赛队员 蒋昊 盛琨平 王达三 带队教师 （姓名/联系方式） 郭建锋 张英琦 参赛项目 竞步狭窄足赛 一、简介（研究内容） 1、研究内容： 此次设计的窄足竞步机器人主要由机械结构和控制系统组成，机械结构就相当于是人的骨架，而控制系统就是人的大脑了，所以机器人的先进程度与功能强弱通常都直接与其控制系统的性能密切相关。机器人控制系统是根据指令控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置，它是机器人的心脏，决定了机器人性能的优劣。作为机器人的核心部分，机器人控制系统是影响机器人性能的关键部分之一，它从一定程度上影响着机器人的发展。 2、制作目标： 设计并制作一种小型窄足竞步机器人，以双足步行方式移动，从起跑线出发，通过一个长方形比赛区域，完成比赛规则要求的动作，快速走过终点线，要求机器人在不出比赛区域的情况下，能够又稳又快地完成既定路线，使机器人具备机械性能好、平衡性好、稳定性高、速度快等优质效果。其研究领域涉及到机械加工技术、单片机、电路理论、自动控制、电机原理与拖动、接口技术、结构力学、电子工艺等多方面的内容，以实现其智能控制。 3、完成情况： 机器人的制作主要需要完成以下几项工作：分析设计窄足竞步机器人、机械加工制作窄足竞步机器人、步态调试、步态优化。经过认真分析，我们严密控制机器人重要部位的尺寸精度，制作出规格满足要求、机械性能好、精度高、平衡性强的一部小型优质交叉足竞步机器人，为进一步的程序调试打下重要基础。在初步程序编写过程中，我们编写程序，让机器人一个动作一个动作的运行，并且让动作很慢，以便能看出机器人与地接触的部位是否合理及存在的问题，减小摩擦力对机器人走路时稳定性的影响，当动作都完成以后，我们将机器人运行的速度提上去，以便能看出惯性对机器人稳定性的影响，以此为依据调节各个动作的运行速度，使惯性对机器人的稳定性影响最小。为了提高机器人的速度，我们又将能够合并的动作尽量合并到一起，即让更多的舵机同时运动，减少指令执行的时间，从而达到提高机器人行走速度的目标。最终，我们制作及调试出了一部动作较快、稳定性较强、行走路线较直的小型优质窄足竞步机器人，达到了预期目的。 相关研究国内外情况概述 在国内，在国家863计划、国家自然科学基金和湖南省的支持下，长沙国防科技大学于1988年2月研制成功了六关节平面运动型双足步行机器人，随后于1990年又先后研制成功了十关节、十二关节的空问运动型机器人系统，并实现了平地前进、后退，左右侧行，左右转弯，上下台阶，上下斜坡和跨越障碍等人类所具备的基本行走功能。经过十年攻关，2000年11月29 El，国防科技大学研制成功我国第一台双足仿人型机器——“先行者”，实现了机器人技术的重太突破。在科技部“十五”863计划、国防科工委基础科研、“长江学者奖励计划”等支持下，2002年12月，“汇章”1型双足仿人机器人问世。。2005年12月，被列入科技部“十五”863计划主题重点项目的“汇童”2型仿人机器人相继诞生。它的成功研制，标志着我国成为继日本之后第二个掌握集机构、控制、传感器、电源于一体的高度集成技术的国家。目前，我国双足机器人研究与世界先进水平相比还有差距，但我国政府正逐渐关注这个领域，《国家高技术研究发展计划“十一五”发展纲要》中明确将“服务机器人”和“智能机器人”作为两个专题进行研究，并将投入2亿到3亿的资金支持。 而在国外，1968年，第一台真正意义上的双足机器人“Rig诞生了，这在双足机器人发展史上是一个具有里程碑意义的事件。日本的本田公司在双足机器人的研制方面取得了很多的成果，从1986年至今已经推出了E系列及P系列型机器人；索尼公司于2002年开发出小型双足娱乐型机器人SDRMX原形机，这款机器人可以根据家中环境的变化调节自己的行为；美国是发展机器人较早的国家之一，近年来丌展和研制了多种般足机器人。1999年美国麻省理工学院研制出了双足机器人COG，由头、躯干、胳膊及双手组成，它是人和人工智能等领域的一个平台。2005年麻省理工学院研制出具有29个自由度的机器人Domo。同年该学院还研发出双足学习机器人，采用“被动动力学(Passive Dynamic)”理论设计，部分关节没有电动机和