1 项目简介 1.1 项目背景 机器人这个词是于1920年从一场艺术中诞生的,伴随着社会进步和技术发展,机器人的概念从想象中的人形自动化机械,逐步演变为具备特殊功能的自动化智能机械。虽然当前对机器人的概念各陈其辞,但是与其面面俱到的描述和规定机器人的定义,倒不如一言以蔽之:“机器人,是通过机器(机械、自动化、智控、互联…)方式实现人(智能生命体)的某些(或全部)功能”。 机器人最大的价值在于
0 前言 在机器人的关节中,RV减速器和谐波减速器是精密传动的关键部件之一,本系列文章主要总结一下RV减速器的学习笔记,包括RV减速器的基本理论、设计计算、故障诊断等,共分为三部分,本篇主要总结了发展简述、工作原理、传动、摆线轮廓、结构建模等。 1.1 发展简述 1926年德国的劳伦兹·博朗提出了少齿差行星传动,1944年日本帝人精机成立,在1980年提出了关于RV传动的相关理论,其理论起源
Solidworks是世界上第一个基于Win开发的三维CAD系统,软件功能强大,也是我目前最喜欢使用的三维建模软件,它共有9个主要模块:零件建模模块、曲面建模模块、钣金设计模块、帮助文件模块、数据转换模块、高级渲染模块、图形输出模块、特征识别模块、软件设计模块等,在机器人结构设计、三维建模方面应用广泛,而且经过自己设定偏好设置后,使用起来得心应手非常灵活。在掌握Solidworks的基础操作后,即
机器人领域中机械手的运动学具有极为系统的研究,事实上,对于移动机器人来说也是类似的。移动机器人的工作空间定义了移动机器人的环境中能实现的可能姿态的范围;能控性定义了在它工作空间内可能的路径和轨迹;移动机器人还受动力学的限制,例如翻滚危险高的重心,限制了高速时的实际转弯半径。 不同于机械臂的是,移动机器人是一个独立自动化系统,能相对于它的环境空间整体移动,没有一个直接的方法可以瞬时测量移动机器人的位
一、设计概述 1. 拟实现功能 (1)智能小车自动运行(前后走,左右转) (2)蓝牙控制、遥控器控制、无线手柄控制 (3)循迹、避障 (4)视觉 (5)装饰:音乐播放器 2.硬件材料 本文所述的智能小车硬件材料如表1. 表1 材料清单 材料 数量 Arduino主控板 1 车轮 2 直流电机 2 L298N 1 红外循迹模块 1 超声波模块 1 红外接收器
国际标准化组织(ISO)对机器人定义为:“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手具有几个轴,能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置,以执行种种任务”。其中,“具有几个轴”这一特点已经成为多自由度运动机械的重要运动部分。当前设备通常会采用多台单自由度的驱动电机结合复杂的传动机构实现系统的多自由度运动,以便在三维空间中获取不同的运动轨迹和执行动作。虽
在前文《解构波士顿动力机器人(四)》的腿式机器人研究历史中,提到专利US491927的内容——机械马,结构酷似自行车,但是行走方式是依靠马的四条腿进行走路的。该机械马代表的是静态稳定腿式机器人的设计方法,虽然这种方法有一定的局限性,但仍不失研究价值。本文打算做一篇制作教程,将专利内容复现出来,主要包括三维建模及连杆设计、运动仿真,并根据三维模型进行稳定性分析,本节将介绍三维建模中连杆的设计。 该模
在机器人的世界中,关键的两种能力,一种是操作能力,一种是移动能力。一个功能完善的移动机器人包括运动、传感、定位、运动规划等多方面技术,涵盖了硬件设计、轮子设计、运动学分析、传感器和感知、定位、作图以及机器人控制体系结构。目前,先进的机器人主要集中在日本和西方发达国家的机器人企业,且已处于大规模应用阶段,而我国国内的机器人还在起步阶段,在部分产品的技术性能上和基本功能上虽然和国外产品相差不大,但是可
0 前言 在波士顿动力机器人中,最大的困难是控制腿式机器人的稳定性和移动能力,而计算机控制的单腿弹跳杆将是研究控制和平衡的很好的项目。在《解构波士顿动力机器人(四)》一文的腿式机器人历史研究中提到,腿式机器人的主动平衡阶段是以“单阶倒立摆”的研究为发展起点的。为系统学习,本文将从单阶倒立摆的数学模型、系统控制器出发解析倒立摆的平衡控制问题,用于后续对“单腿弹跳杆”的分析基础。 图1 单腿弹跳杆实
0 前言 波士顿动力机器人最初始的著作可见《Legged Robots That Balance》,本文从书中摘取了腿式机器人的优势、早期腿式机器人的研究概述、单腿机器人的动态平衡方法,并深入讨论了倒立摆的运动学模型。 1 腿式机器人的优势 传统的轮式机器人越障能力差、地形适应能力差、转弯效率低,或转弯半径大,容易打滑;而履带式机器人对地形的要求也很高,对高地落差较大的地形无能为力,不及腿式机器
最近的冬奥会机器人大放光彩,围绕防疫、餐饮、住宿、安保、交通、火炬传递等内容以机器人为主要执行对象,可谓是此次冬奥黑科技主力。在闲聊时,提到了机器人控制的一些零碎概念,包括控制器、驱动器、运动控制器、PLC、单片机等,习惯了从理论和算法上谈控制,当回到硬件上时多少对这些概念有些模糊,甚至会混为一谈。控制系统是机器人的大脑,是工业机器人的核心零部件,本文将从硬件的角度将对控制器进行概述。 1 控制
谐波减速器是工业机器人三大核心部件之一,也是目前技术壁垒最高的关键零部件之一。其实减速器对于机械专业的我们来说一点都不陌生,是专业课中的常见户,课程设计、机械制图都离不开它的影子,如图1.精密减速器按照结构可以分为谐波齿轮减速机、RV(旋转矢量)减速机、摆线针轮减速机、精密行星齿轮减速机和滤波齿轮减速机,其本身的作用其实就是降低运动速度增加扭矩,目的是提高运动精度,保证运动过程的稳定和可靠,但是控
一、前言 前述《详谈麦克纳姆轮(二)》介绍了麦克纳姆轮在实际运用中如何安装、底盘如何设计的内容,本文主要介绍麦克纳姆轮在运动控制过程中,如何进行运动学分析。 二、运动学分析 运动学分析以O-长方形的安装方式为例[2],四个轮子的着地点形成一个矩形。正运动学模型将得到一系列公式,让我们可以通过四个轮子的速度,计算出底盘的运动状态;而逆运动学模型得到的公式则是可以根据底盘的运动状态解算出四个轮子的速度
一、前言 前篇《详谈麦克纳姆轮(一)》提及了全向运动中蟾宫的移动方式,对比如表1,全向轮的类别、麦轮的外形、结构、运动分析,本文将依据前述分析从安装、机械设计的角度介绍麦轮的安装方式、底盘的设计方案。 由绪论章节,国内外研究的消防机器人其移动功能采用的方式主要有三大类:仿人足、履带式、轮式。表2.2 是对上述三类消防机器人移动装置优缺点的总结[25,26-27]。 表1 移动方式优缺点比较
一、背景 在运输行业,自动导引车(AGV)由于具有自动导向、路径识别、安全避障等功能,在自动化运输、生产管理等多方面发挥了重要作用,其研究受到了广泛的关注。当前移动方式包括轮式、足式、履带、蛇形四大类方式,其结构如图1所示。 图1 AGV移动类别<图源于网络> 其中轮式移动最为广泛,而为了适应空间狭小,提高运动灵活度,全方位移动自动导引车诞生了,全向轮作为全方位移动实现的关键部件,目
一、 概述 RHex 是一种动力自主、不受束缚、柔顺腿结构的六足机器人,该项目于 1998 年由 DARPA CBS/CBBS 计划开始启动,第一个原型由 Uluc Saranli 于 1999 年建造,随后对平台设计和算法进行了多次修改和改进,不同迭代的机器人种类如图1所示。 图1 RHex的迭代 RHex在模拟实践中可实现的功能如图2,在项目结束后,最终迭代的RHex机器人达到的能力包括
一、概述 在足式机器人运动过程中,足部与地面接触和离开接触时,执行器在站立时传递较高的力,在步态转换过程中还会受到冲击载荷的作用,这对执行器的性能规格和机械特性提出了较高的要求。执行器基本的设计要求是最大限度地提高扭矩、带宽和功率,同时最大限度地减少摩擦、惯性和质量的能量损失。 生物肌肉被认为是理想的执行器——能够以紧凑的外形尺寸实现合规且高功率的操作。肌肉力-位移模型是以肌动蛋白-肌球蛋白纤维重
在自然界中,奔跑速度是捕食者和猎物生存的关键因素,许多动物已经进化为跑得非常快的物种。在奔跑中,需要承受较高的地面反作用力和实现肢体的快速摆动轮换。 本文从自然界的生物运动特点入手,介绍一种机器人腿部设计方法。 一、腿部设计问题和常用方法 1.1 腿部设计存在的问题 与静态平衡相比,足式机器人的动态运动会引起更高的地面反作用力。 在运动中,每条腿与地面接触的时长占整个步态总时长的比值称为运动的占空
一、前言 在前述平面单足机器人中,机器人是在一个平面内进行运动,模拟自然界中的足式生物在运动时通常可以看作一个平面内的运动。但是,生物的灵活性使得其具有侧向等多个方向的运动,并且能够在三个维度空间自由切换不同的方向,从一个平面的运动切换到另一个平面,同时依靠腿部的摆动来恢复平衡,保证不会翻倒。 基于此设计的空间单足机器人无需额外的支撑,可以实现自由移动,且保持自平衡,可以原地跳跃,也可以在不同的位
一、概述 受袋鼠跳跃运动理论的启发,1982 年,Raibert 教授研制出世界上第一个平面单足跳跃机器人[1](Planar One-Leg Hopper),1983年,教授在平面跳跃机器人的基础上研制出可以空间跳跃的三维单足机器人。单足机器人的运动是研究机器人平衡控制策略的起点和基础, 单足机器人的运动依靠跳跃这唯一的步态以满足动态平衡,可以把整体假想为一个跳跃的球体,球体在重力加速度作用下下
一、概述 由于轮式自动机械的移动(Mobility)能力受环境制约太大,遇到比较复杂的地面可能无法继续运动;其次,轮式机械的灵活度不如足式机器人,例如转弯、跳跃等一系列活动。足式系统的研究将会更大程度提升本体的速度、效率、环境适应性,应用场合格外空前,因此,足式机器人逐渐走进了实验室。 其中,步态是足式机器人运动的关键内容。步态的研究最早要追溯到1899年,Muybridge用连续摄影[1] 的方
在前述文篇《解构波士顿动力机器人(一)》中简述了BigDog的技术原理,然而“踹不倒”、在复杂地形行走的运动控制却是技术核心。本文将从Little Dog机器人为本体,分析运动控制的技术细节。 一、概述 LittleDog是由Boston Dynamics Inc.(BDI)开发的四足机器人,如图1所示,整体结构重约3千克,高约30厘米,采用高增益伺服电机为每个关节提供动力,集成了Vi
随着科学技术的发展,机器人逐渐从荧幕上走入现实,但要达到影视中那样的智能和高端还尚需一段时间。个人看来,最符合我们对机器人印象的研发机构当属波士顿动力,该公司每年发布的机器人视频都足以震撼人们的眼球,与现实中人的运动能力越来越贴近。这一系列文章将深入学习波士顿动力机器人的技术细节,从根源处探索机器人世界的奥秘。 一、概述 波士顿动力公司(Boston D
一、设计功能 录制音频,保存音频 对录制的语音信号进行频谱分析,确定该段语音的主要频率范围; 利用采样定理,对该段语音信号进行采样,观察不用采样频率(过采样、欠采样、临界采样)对信号的影响; 实现语音信号的快放、慢放、倒放、男女变声; 对语音信号加噪,然后进行滤波,分析不同的滤波方式对信号的影响; 实现两音频的合成、拼接; 利用MATL
一、问题描述 如右图所示的三自由度机械臂,关节1和关节2相互垂直,关节2和关节3相互平行。如图所示,所有关节均处于初始状态。 要求: (1) 定义并标注出各关节的正方向; (2) 定义机器人基坐标系{0}及连杆坐标系{1},{2},{3}; (3) 求变换矩阵 , , ; (4) 根据末端腕部位置 (x, y, z) 返求出对应关节 , , ; (5) 利用软件绘制出机器人模型的三维点线图
文中的X/O是基于与地面接触的辊子,可以参考一下图5和图8,从轮子上面看是X,但是地面接触辊子是O型,请确认一下我们的命名方式是否存在歧义。请批评指正,详细解说一下您的困惑,并给出参考论文等
谢谢,我去翻一下书
有技术问题欢迎大家交流
这个可太厉害了
求知的渴望与一颗年轻的心
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