智能双足机器人舞蹈动作控制及稳定性研究

《智能双足机器人舞蹈动作控制及稳定性研究》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、智能双足机器人舞蹈动作控制及稳定性研究　　摘要：利用具有17个自由度的智能双足机器人，采用智能技术，通过ARM单片机来控制各个舵机。通过编码调试，无线传输，使其达到预定的角度，由此模拟人类前进、后退、翻滚等的各式各样的动作，并伴随着音乐节拍，实现机器人舞蹈效果。通过反复实验调试，智能双足机器人舞蹈动作控制及稳定性能良好，完成整段舞蹈的编排，达到了预期效果，证明了技术的正确性和可行性。　　关键词：智能双足机器人；机器人舞蹈；动作；控制及稳定性；自由度　　中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）28-0192-04　　Abstract：This

2、thsisusingintelligentbipedrobotWith17degreesoffreedom，adoptedintelligenttechnology，usingARMsinglechiptocontroleveryactuators.Bycodingandtesting，Wirelesslytransmissiontoachieveconcertedangle，fromthistoimitatehumanmultifariousmotionsuchasforwarding，fallbacking，rollingandsoon，realizerobotdanci

3、ngeffectwithmusicalbeat.Byexperimentaltestingtautologically，theactioncontrolandcooperationforintelligentbipedrobotfunctionfine，completealldancingarrange，achieveconcertedeffect，showsthatthis11technologyiscorrectandfeasible.　　Keywords：intelligentbipedrobot；robotdancing；action；controlandcooper

4、ation；degreeoffreedom　　随着社会科学技术的发展，对于机器人的研究已成为高技术领域内代表性极强的战略目标[1]。智能双足机器人是一种智能化的、可以模仿人类运动方式和动作行为的特种机器人[2]（如图1）。因其具有较强的稳定性及柔和性，消除了以往机器人动作的机械感与僵硬感，在国内外收到广泛欢迎[3]。2016春节联欢晚会，540个机器人组成了四个方阵进行了机器人舞蹈，节奏一致、步伐整齐，展现了成熟的机器人技术。　　机器人的发展历史可以追溯到1968年，美国研究人员R.Smosher制作了一台操纵型双足步行机械Rig，从而揭开智能双足机器人研制的序幕[4]；19

5、69年，日本早稻田大学教授加藤一郎研制出了具有六个自由度的平面自由度步行机WAP-1，它是采用人造橡胶肌肉为关节，通过肌肉收缩牵引关节转动来实现动作，但因只具有六个自由度，所以它的稳定性不高[5]；国内的起步较晚，哈尔滨工业大学于1985年开始研制双足机器人；1989年，国防科技大学研制成功一台具有是十个自由度并且能进行静态和动态步行的双足行走机器人；本文介绍了Robonova-2智能双足机器人模拟人类的前进、后退、转弯、横向跨步、前滚翻、后滚翻、侧手翻、单腿支撑蹲起、倒立、做俯卧撑、伏地起身等各种各样的动作。并伴随着一定的音乐节拍，实现机器人舞蹈效果。　　1软硬件详述　　1

6、.1机器人规格11　　Robonova-2智能双足机器人具有17个自由度，肩宽为9.0厘米，双臂伸平横向长度为18.0厘米，直立高度为32.0厘米，此尺寸类似于人体比例，由此做出的舞蹈动作更美观，稳定性也随之加强。Robonova-2采用可充电锂聚合物电池供电，充电时间为60分钟左右，保证了机器人保持非连续工作一小时以上。　　Robonova-2智能双足机器人上肢三个自由度、下肢五个自由度和头部一个自由度共17个自由度，如图2。九号舵机控制机器人头部的旋转运动方向，六号、七号、八号和十二号、十三号、十四号分别控制机器人的左右手旋转运动方向，零号、一号、二号、三号、四号和十八号

7、、十九号、二十号、二十一号、二十二号分别控制机器人的左腿和右腿运动。通过烧录软件将代码烧录到主板中，控制电路板接受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机，这一系列的运动使机器人完成各种复杂的动作。　　1.2编程软件R-BASIC11　　R-BASIC全称RoboBasic，可作为Robonova-2智能双足机器人的编程软件，如图3，R-BASIC是专为控制机器人设计的一种类C语言，连接机器人与电脑，设置相应端口，通过一些定义的变量和语句编程，用roboBasic命