JP-ROBOCUP HUMAN型类人机器人教学平台.doc

《JP-ROBOCUP HUMAN型类人机器人教学平台.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、JP-ROBOCUPHUMAN型类人机器人教学平台(可以直接用于RoboCup类人机器人比赛)　北京交通大学、内蒙古民族大学联合研制交大智通、交大阳光联合制造　   该机器人是机器人研究、ROBOCUP类人组机器人足球比赛理想平台，是大学机器人实验室、视觉实验室、传感器实验室、智能技术实验室、控制技术实验室、电机拖动实验室的理想教具，是研究生研究课题理想实验平台，它彻底改变了以往“验证”式实验室模式。学生可以用互动方式做实验，在娱乐中提升科研能力，在娱乐中掌握知识，是国家教改发展方向。   2004年10月12日第六届深圳高交会上教

2、育部副部长吴启迪女士参观了我们研究成果并进行了深入交流，2005年10月12日第七届深圳高交会上教育部副部长赵沁平先生参观了我们研究成果并合影留念。简介：本系统是用踢足球方式来实现类人机器人教学的，是一个完全开放的教学平台，研究人员可以在该平台上研究各种类人机器人技术。该平台包含两组机器人，每组两个。一组里有一个机器人负责守门，另外一个机器人负责进攻。客户也可以根据需要设计成集体舞蹈机器人、多机器人协作系统、多机器人知识共享系统、多机器人局部通信系统、特殊视觉系统研究平台、特殊决策系统研究平台……  教学系统，在硬设备方面包括类人机

3、器人本体、摄像装置、计算机主机和无线发射装置（见系统总图）。从功能上分，它包括类人机器人本体、视觉、决策和无线通讯4个子系统。用户可以考虑将视觉系统安装在类人机器人头部。说明：1、采用与ROBOCUP小型组足球机器人一样的集中视觉系统（包括颜色队标和队员标记等）。用视觉实现闭环控制，取代常规的多传感器，是研究类人机器人控制算法简化的理想平台。2、采用与ROBOCUP小型组足球机器人一样的无线通信系统。3、采用23自由度，采用舵机做执行器，主要研究类人机器人控制系统。4、目前采用32自由度控制器,客户可以根据需要自己设计控制器；5、头

4、部预留独立视觉安装孔位；６、提供所有设计文档，包括软件清单，硬件原理图；７、全开放设计，用户可以任意修改、改进设计方案；８、是研究生、大学生研究类人机器人理想平台。　销售价格5万元　包括:１、软件、硬件清单。２、4台类人机器人。３、2个图像采集卡。４、２个无线发射器。５、１个教学场地。　特别注意：销售价格不包括电脑，电脑要自己配备！　　1机械结构JP-ROBOCUPHUMAN型类人机器人对机械结构的要求主要在于形体结构与人类相似,功能齐全,稳定可靠,并且可以实现人类的基本动作,主要部分如图1所示。　图1JP-ROBOCUPHUMAN

5、类人机器人　主要部分有三个：a.类人的机械结构外壳，结合机械设计和理论力学的设计使机器人重心合理，能行动更自如平稳。b.32自由度控制器，为类人机器人的核心，接收服务器或各种远程控制的命令，对舵机进行操作控制。c.采用23个舵机做执行器(控制器通过总线连接我们生产的机器人专用总线舵机连接,)，分别设置在颈、胸、腰、胳膊、手、腿、脚等人的关节部位，可模仿人的各种动作。2控制系统设计2.1控制系统  整个机器人的控制系统要完成的任务主要包括：接收并执行各种动作指令；驱动舵机并使其完成各种底层控制动作。因此，类人机器人的控制系统包括无线通

6、讯，主控电路、32路舵机驱动等。考虑到类人机器人舵机较多，每一个舵机由单片机的一根管脚进行操作，因此此机器人对单片机位控制要求较高,故采用pic16f877型单片机。整个控制系统的组成及各部分之间的相互关系如图2所示.  pic16f877是32自由度控制器的主控芯片，是整个控制系统的核心，它控制着各个部分得操作，包括与32个舵机控制器通信,每个舵机控制采用总线结连接与控制器通信,专用舵机和控制器属于我们专利产品,软硬件都保密不对外公开,但接口协议公开.  通过串行口采用无线通讯方式与主机通信1.2．2无线通讯由于JP-ROBOBU

7、PHUMAN型类人机器人源于发表的F180小型组足球机器人，即采用了与其一样的无线通信系统。在此不再赘述。2．3舵机机构的控制(因为技术保密原因，更详细控制方法没有阐述)类人机器人的关键在于模仿人类的动作，因此舵机的采用是至关重要的一环。现舵机基本属于集成模块，主要由以下几个部分组成，舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。工作原理：控制电路板接收来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出

8、一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。如图3所示，舵机的控制信号为周期是20ms的脉宽调制（PWM）信号，其中脉冲宽度从0.5ms-2.5ms，相对应舵盘的位置为0－