主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

基本信息

项目名称:
六足机器人
小类:
机械与控制
简介:
本设计仿造六足动物的肢体结构,以MIPS构架的PIC32单片机作为核心控制器,确保系统的可靠性、成功率、高效性、准确性。设计以十八个舵机带动各个脚的上下前后运动,依照六足动物的行走步态,调整行进稳定性。配合控制系统的建立,完成跨域沟、坎等功能。在六足机器人上面做了一个机械臂以完成抓取物体的功能。
详细介绍:
传统的四轮式车或履带车不适用于山地和多障碍地面, 而六足机器人可以在这些路面行走,拐弯,跨越沟、坎等障碍,六足机器人的足部落脚点的面积小的特点使其对坑洼山地的机动性和适应性更强,具有更高的避障和越障能力,同时能保持机器人整体平衡度。在机器人上装配的机械手,可以方便机器人采集目标样本和清除障碍物,以及完成人所不能完成的任务。同时六足机器人能对周围环境进行自由检测,预防危险物体的接近,而摄像头传回的实时数据可以方便远程操控端观察到周围的环境并指挥机器人做出进行相应的处理。

作品图片

  • 六足机器人

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

创新点:以前多足机器人在智能化方面仍存在局限性,而我们的六足机器人可对周围环境进行自由扫描检测,智能躲避攻击者的接近;可自动识别语音进行相应的动作;可把不同颜色物体自动分类。 技术关键:对机械结构精度要求高,减少运动过程中产生的误差,高效率的步态算法。 主要技术指标:六足机器人运动灵活自由、稳定,并完成避障碍物、攻击者,并完成物体颜色分辨精确。

科学性、先进性

与传统多足机器人比较,我们的六足机器人更加智能化,多关节操作采用模拟机械手无线控制,具有识别、理解环境的视觉系统,能适应在不同的路况下作业,以及对周围环境做出自动处理。

获奖情况及鉴定结果

(1)参加2010 MIPS-Based™ PIC32嵌入式创新大赛 (2)2011年4月获桂林电子科技大学信息科技学院第二届Altera杯—EDA创新设计竞赛二等奖 (3)2011 Digilent Design Contest 中国区一等奖

作品所处阶段

中试阶段

技术转让方式

独家许可

作品可展示的形式

实物、产品、现场演示、图片

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

使用说明:六只机械人,通过无线遥控的方式来进行操控,在遥控端,通过TFT虚拟出来的按键,对机械人进行在不同环境中的多角度超灵活的操控。 作品的技术特点:本作品,在速度和稳定性上有很大的优越性;作品适用范围:在危险的环境下,可通过机械人替代人来完成相应的工作,把风险将为最低;在人无法达到的环境下可以让机械人进入,如地震后的废墟,机械人能利用很小的空间进入废墟内部,进行探测;在安保上,可以利用机械人携带的传感器对周围的环境进行不间断的移动式的侦查,减轻安保人员的负担,提高安保安全系数;在一些商业活动上,可以利用机械人的新颖性和智能型,吸引更多观众的眼球,进而给活动带来更多的人气。 推广前景:在军用方面,大型机械人推广前景有很大的空间,推广核心在于机械人的大负重、智能、稳定性上。在民用方面,中型和微型前景较大,推广核心在于机械人的灵活、高机动、长待机等优势上。 经济效益预测:成功的开发出大型和中型的机械人是主要的卖点,其应用最广,回报率也最高,实用性较高。

同类课题研究水平概述

目前,我国和许多国家都把机器人列为迎接未来挑战的高技术课题,并制订发展规划,拨出巨款给与支持,因此,智能机器人将成为自动化研究领域的热点。 以下为当今国内外机器人研究现状与动向: 1、 机器人语言 现已研制的主要语言有表示状态的面向装配作业的语言(AL、VAL、FA-BASIC、MAL等),以并行处理为目的的结构化程序语言有LEO、COL、APP等。 2、 任务与规划 任务规划是指机器人自己给出实行作业程序的方法。一般指把作业级的描述变换成动作级程序的软件。任务规划可分为四级,即机器人规划、抓握规划、规矩规划和运动实施规划。机器人规划是最上一级,虽然开发出一些系统,当尚未实用化。 3、 模型与推理 进行任务规划,必须使机器人具有关于作业内容、部件等作业环境知识(模型),能有效地利用这些知识,即是模型或基于模型推理。描述此级模型的方法有语义网络、框架、黑板模型、产生式系统等。主要用于机器人规划的有识别、理解环境的视觉系统等方面。 4、 传感器信息的解释与理解、传感器熔合 机器人了解周围环境,主要靠传感器信息的解释和理解。图像信息是最重要的信息。目前集中研究的是二维和三维物体信息及并行实时算法,利用CAD图行数据库技术进行三维物体识别。 采用多传感器熔合技术可显著地提高智能机器人系统的性能,如使系统具有容错性,提高信息的准确性和处理速度,提高系统决策的正确性。 5、 末端操作器(鼻、手及行走机构) 目前研究的手臂有装配集成电路的微型臂、搬运几百公斤工作的大型臂。行走机构有腿、轮、履带、船等。实验研究的有两足、六足、多足的行走机构。 6、 运动学和动力学 机器人的运动学和动力学问题,对开式链、刚体情况已基本解决,但对闭式链、弹性体情况还未解决。 7、 控制 机器人的控制主要包括操作器控制、行走控制和多机器人系统控制等方面。多关节操作器控制包括运动学与动力学控制、力及柔顺控制、遥控机械手的主从控制等。
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