双足仿人机器人结题报告.doc

项目编号： 兰州理工大学 大学生科技创新基金项目结题报告 结题名称：基于双足仿人型机器人的设计 报 告 者： 张发斌 熊铭河 专业班级：机械设计制造及其自动化13班、7班 学 号联系电话项目导师：杨 萍 李翠明 许军山 结题日期：2013-6-15 兰州理工大学科创基金管理办公室 二O一三年制 1 一、机器人概述 1.1 机器人概述 构建人形机器人的目的是简单地设计一个可以完成人类复杂运动和能够真诚地帮助人类的机器人。尽管其目的简单,但是要完成这个任务相当困难。例如前本田工程师实现了他们梦想建立一个进的仿人机器人，花了超过18年的时间，在这段时间里他们不断的学习，探究和实验，也走了不少的弯路。 行走过程分为两个主要部分即静态和动态步行。静态步行人形机器人包括完整的移动身体的齿轮的基地脚区域，与此同时其他脚抬起并前进。这种机器人是从运动学角度（轨迹，或位移控制）来设计和控制的，结果是有相当大的脚以一个缓慢的速度行走。一个静态步行双足足动物,如本田P3的人形机器人,“不移动很像人并且能量效率低下。它移动与nonpendular外观相似，本田2000机器人在行走时需要大约2kw功率，他需要的功率是同样大小人类的肌肉工作功率的20倍[1]。动态稳定性需要快速行走和多样的地形。在行走时重心不在支撑腿区域仿人机器人的发展历程 机器人的研究与应用在过去的三十年有了明显提高，机器人开始用于工业主要在装配生产线上。当他们发展得更智能的时候，在人们的日常生活中与人们的相互作用不断提高。 仿人机器人研究加速使得机器人智力水平的增加成为人类日常生活的一部分。以下阐述了机器人从简单的机械发展到动作形态都像人的类人型机器人的历程[2]。 1774年瑞士发明家彼埃尔和Henri-louis jacquet-droz创造一些最复杂的机器人，他们的自动抄写员研制成功。这个栩栩如生的男孩可以画写任何长达40个字符的消息。一个女性的机器人演奏钢琴又是他们的另一重大发明之一。 1801约瑟提花发明了一种用打孔卡操作的纺织机器，这台机器被称为一个可编程纺织机并且进入了批量生产。 1830，美国克里斯托弗设计一个凸轮车床。 1892，西沃德创造了一个电动起重机夹钳来移动铸锭炉。 1921，第一次提到“机器人”是在伦敦上演的称为“卢布”的戏剧，或由作家卡雷 尔?阿派克捷写的《罗森的万能机器人》一书。（?阿派克先生也被称为“发明家”的科幻流派）。书中介绍了机器人这个词出自斯洛伐克语“robota”，这意思是一个农奴或卑躬屈膝的劳动或强制劳动。 1941年，科幻小说家艾萨克阿西莫夫第一次用“机器人”这个词来描述机器人技术并 2 预测一个强大的机器人产业的崛起。1946，乔治·德沃尔的通用重放装置控制设备通过专利申请这个设备使用磁性程序记录器。在同一年，计算机首次出现。美国科学家J . presper埃克特和约翰莫奇利在宾夕法尼亚大学建立第一个大型电子计算机。另一台计算机，被称为旋风的第一台通用数字计算机，在麻省理工学院解决了第一个问题。 1948年麻省理工学院的教授诺伯特维纳发表了关于人工智能研究的影响 “控制论”，描述了在电子、机械和生物系统之间通信与控制的概念。 1951年，原子能委员会的雷蒙德戈尔茨设计了一个配备了铰接臂的遥控机器人。 1954，乔治·德沃尔设计了第一个可编程的机器人，叫做Universal Automation.，后来他把机器人的名字缩写为Unimation,， 1956年这个词成为第一个机器人公司的名字。 1956，乔治·德沃尔瑟恩格尔贝格创建了世界上第一个机器人公司。 1959，在麻省理工学院的实验室里计算机辅助制造表现在伺服系统上。同时星球公司出售了第一个商用机器人。 1961年在新泽西的一个通用汽车厂第一次在生产线上运用了工业机器人，它被称为通用机械手。 1963年，设计了由计算机控制了第一个人工机械臂。兰乔的机械臂是作为残疾人的一种工具，六自由度使得和人类的手臂具有相同的灵活性。 1964年在麻省理工学院，斯坦福研究学院（斯里兰卡），斯坦福大学，和爱丁堡大学开设了人工智能研究实验室。 1965，“专家系统”是第一次专家系统或程序的执行而设计的知识积累的学科专家。 1968年，马尔文·明斯基发明了像章鱼触须一样的机械臂。也是在这一年，斯里兰卡建立和测试一个具有视觉能力的移动机器人，被称为沙基。沙基是第一在生活环境中具有独立思考能力和交流的移动机器人 1969年，在斯坦福大学一种先进的机器人手臂，成为了研究项目的一个标准。机械臂是第一个利用电动电脑控制的机器人手臂，并因斯坦福手臂而闻名。 1970年，沙基作为第一个人工智