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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 雙足機(jī)器人
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是一款能實(shí)現(xiàn)地震搜救的雙足步行機(jī)器人，能夠像人一樣直立行走，且具有避障，定位，尋物，生命體探測(cè)等功能。系統(tǒng)采用了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，多路舵機(jī)的控制技術(shù)，機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃技術(shù)，很好的解決了機(jī)器人行走平衡問(wèn)題。同時(shí)系統(tǒng)還采用了無(wú)線視頻傳輸技術(shù)，實(shí)時(shí)的將機(jī)器人探測(cè)的信息及時(shí)傳送到控制中心，極大地方便了搜救工作。
- 詳細(xì)介紹：
- １.設(shè)計(jì)了一款八自由度的雙足機(jī)器人，解決了雙足步行機(jī)器人在行足過(guò)程中的平衡問(wèn)題，能自如的控制機(jī)器人的行走。 ２．開(kāi)發(fā)了Cortex-M3 811單片機(jī)在機(jī)器人控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 ３.掌握了用PWM波來(lái)驅(qū)動(dòng)多路舵機(jī)的方法。 ４.實(shí)現(xiàn)了Cortex-M3 811單片機(jī)與舵機(jī)控制器之間的串行通信。 ５.用紅外避障模塊實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的避障功能。 本作品采用了Cortex-M3 811單片機(jī)作為控制核心，舵機(jī)控制器作為副控，通過(guò)串口通信產(chǎn)生多路PWM波來(lái)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。步行機(jī)器人的研究的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：腿部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，因?yàn)橐紤]結(jié)構(gòu)的緊湊、輕巧、高的關(guān)節(jié)力矩、大的關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍、低反沖和摩擦等問(wèn)題：系統(tǒng)本身存在不穩(wěn)定性，要有有效而安全的控制方法，不允許跌摔。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的:設(shè)計(jì)一款能實(shí)現(xiàn)地震搜救避障的雙足步行機(jī)器人 基本思路：機(jī)器人在能行走的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)避障，尋物功能，以投入到現(xiàn)實(shí)生活中用于地震搜救。 創(chuàng)新點(diǎn)：開(kāi)發(fā)了Cortex-M3 811單片機(jī)在機(jī)器人控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；解決了機(jī)器人的平衡問(wèn)題 關(guān)鍵技術(shù)：本作品采用了Cortex-M3811單片機(jī)作為控制核心，舵機(jī)控制器作為副控，通過(guò)串口通信產(chǎn)生多路PWM波來(lái)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)設(shè)定實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的平穩(wěn)行走。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 先進(jìn)性：步行機(jī)器人包括雙足、四足、六足和八足機(jī)器人等。與其它足式機(jī)器人相比，雙足機(jī)器人具有更高的靈活性和獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利。
作品可展示的形式
- 可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示和視頻觀看。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 雙足步行機(jī)器人的制作具有深遠(yuǎn)意義。它本身是機(jī)器人系統(tǒng)的入門(mén)，有很大的改進(jìn)空間，經(jīng)過(guò)改進(jìn)，可以制成足球機(jī)器人，機(jī)器蜘蛛、機(jī)器狗等。雙足步行機(jī)器人不需要專門(mén)為其對(duì)環(huán)境進(jìn)行大規(guī)模改造，可以在人類的生活和工作環(huán)境中與人類協(xié)同工作。雙足機(jī)器人越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，所以它也具有很高的生產(chǎn)價(jià)值和商業(yè)在極限環(huán)境下代替人工作業(yè)，如海底勘探，水下資源的開(kāi)發(fā)，地震搜救，核電站內(nèi)的監(jiān)視和維護(hù)等領(lǐng)域有著廣闊而潛在的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 在1968年，美國(guó)通用公司的R.Smo- sher試制了一臺(tái)名為“Rig”的操縱型雙足步行機(jī)器人，揭開(kāi)了雙足機(jī)器人研究的序幕。但該機(jī)器人只有踝和髖兩個(gè)關(guān)節(jié)，操縱者靠力反饋感覺(jué)來(lái)保持機(jī)器人的平衡?！ ∪毡驹陔p足機(jī)器人研究領(lǐng)域的地位突出，其研究成果也是最為杰出的。截至2005年3月，世界上共有76個(gè)雙足機(jī)器人的項(xiàng)目正在進(jìn)行中，其中日本36個(gè)。在日本所有的研究機(jī)構(gòu)中，早稻田大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、本田公司、索尼公司等研究機(jī)構(gòu)成為雙足機(jī)器人研究的主力?！ ?969年日本早稻田大學(xué)加藤一郎實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出第一臺(tái)以雙腳走路的機(jī)器人。加藤一郎長(zhǎng)期致力于研究仿人機(jī)器人，被譽(yù)為“仿人機(jī)器人之父”。1986年以來(lái)日本本田公司推出了P系列1、2、3型雙足機(jī)器人，能夠在布滿家具的房間中來(lái)去自如，而且還要能自由上下樓梯。本田公司于2000年l1月20日推出了雙腳步行機(jī)器人“ASIMO”。并且采用I-WALK技術(shù)，可更加自由地步行，I-WALK技術(shù)是在過(guò)去的雙腳步行技術(shù)的基礎(chǔ)上組合了新的“預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)控制”功能。它可以實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)以后的動(dòng)作，并且據(jù)此事先移動(dòng)重心來(lái)改變步調(diào)。
