机器宠物狗的人机互动体验分析

机器宠物狗的功能不断增强,市场需求大;如何得到用户的更多认可,需要考虑用户在人机互动中未被充分满足的需求。运用情感化设计分析用户与机器宠物狗互动中的人机互动体验和设计要素,得到人机互动体验层次模型和评价方法。通过用户与两种机器宠物狗的人机互动实验,分析用户在感官体验层、交互体验层、情感体验层的需求和偏好。研究结果有助于机器宠物狗的人机互动设计优化。

基于远程拖拽编程的智能机器狗步姿建模与步态变换

以舵机控制的单腿2自由度、整体8自由度的四足机器狗为研究对象,结合四足仿生机器狗运动学模型,提出了一种远程鼠标拖拽动作编程的运动控制方法;利用不同平面内的坐标变换得出三维坐标向二维坐标的映射关系,在虚拟环境中简化机器狗模型;同时,建立了PC与机器狗的连接系统,进行机器狗的远程动作控制。通过测试实验,验证了拖拽动作编程的可行性与映射关系的准确性。实验结果表明,在拖拽动作编程控制下,PC与机器狗的连接系统能让四足仿生机器狗按照给定的程序进行实时动作。

多感官探测机器人控制系统

在21世纪的今天,自然灾害以及各种突发事件虽无法避免,但现代科技为高效救援提供了有力支撑,最大程度保障了人民生命和财产安全。高危场景救援,情况紧急而时间紧迫,基于此,本文设计四足机械狗仿生底盘以及四旋翼飞行器,实现陆空两用,深入救援现场,协助救援部队,提高救灾效率,减少国家以及个人的财产损失,保护救援人员以及民众的生命安全。

四足仿生机器狗运动控制研究

针对四足仿生机器狗运动避障控制精度的要求,结合四足仿生机器狗运动学模型,提出了一种基于模型预测控制的运动控制方法,并探讨在不同控制参数和不同工况下模糊预测控制器的规避效果。研究结果表明,在不同控制参数和参考速度下,控制器能让四足仿生机器狗按照给定的避障轨迹进行跟踪,且跟踪轨迹误差控制在10 cm以内,偏航角误差稳定在2°以内。通过以上研究可知:基于模糊预测控制的控制器具有良好的稳定性,能较好地实现四足仿生机器狗的步态控制;同时,不同误差权重系数Q和权重系数R参数设置对机器狗的运动控制效果也不同。Q和R越小,其稳定性越强,但响应速度越慢。

机器导盲犬的设计与实现

该文阐述了现有导盲机器的类型,探讨了用能力风暴机器人实现机器导盲犬的方法,通过程序设计完成了机器导盲犬的实际试验。试验结果表明,所提出的方案和设计是可行的,在此原理基础上研制实用的产品是完全可能的。

基于虚拟仿真的四足机器人行走研究

进行了四足机器人行走过程的仿真分析,建立了四足机器人的三维软件模型,导入仿真软件ADAMS中,通过加入约束和动力分析,以一定形式的步态分析实现了机器人在平面上的行走。并以机器狗模型为例子分析了稳定性以及在行走过程中各部分动作产生的影响,为研究智能化玩具程序开发和四足机器人提供借鉴。

核辐射检测四足机器人太阳能供电电源设计

为满足核辐射检测四足机器人运行供电需求,采用MP2307作为PWM电源供电电路的核心,设计了一种太阳能与锂电池相结合的供电电源.电源系统中太阳能发电装备给锂电池供电,极大延长了核辐射探测设备的运行时间.实验表明:该方案满足设计要求,对核辐射检测四足机器人的电源设计具有较大的实际应用价值.

BigDog四足机器人关键技术分析

对Big Dog四足机器人的核心技术进行分析,适应复杂地形是Big Dog的设计主线。提高横、纵自由度联动能力是Big Dog结构设计主要突破点。机体重心颠簸起伏、机体重心自扰动等不良运动特性是四足机器人控制难度大的主要原因。液压动力系统的构成和优点将被剖析,解决腿类移动装置的驱动问题是液压系统研发的根本目的。支撑腿打滑及俯仰和横滚角度是否过大作为监测机体运动安全状态的参数。惯导和关节编码器可检测机身与肢体的状态,借助压力传感器可还原落足点地形,三者合一可构建虚拟模型。借助虚拟模型可求算机体重心等关键控制处理中间参数,运动控制系统可实施粗略的动作预演及精确的运动学和动力学规划。规划模型与样机模型的偏差作为反馈值实施闭环控制。建立以三维激光扫描仪和双目视觉为主的导航系统,视觉地形还原功能可帮助LS3安全跨越岩石地形,软件系统将各种基本功能整合为有机的整体。机器人的自主性与智能性被讨论,利用Big Dog/LS3与好奇号火星探测器作对比并加以分析。Big Dog目前存在的几个主要问题:液压系统无法瞬时大幅增压、机械传动各种损伤、仿生设计的不彻底性。LS3机器人针对Big Dog的不足,多个改进环节被分析。猎豹、野猫、Petman等机器人被简要分析。阿特拉斯双足机器人借助虚拟模型可实现机械臂碰撞保护功能,遭受外力撞击可迅速恢复平衡状态。

基于S7-200PLC和组态软件的机器狗运动控制系统

针对目前主流的4类PLC实验教学设备在应用中的局限性,开展了自制PLC实验教学设备的尝试,开发了基于S7-200 PLC和组态软件的机器狗运动控制系统。文中介绍了机器狗的Solidworks图、机械结构及运动原理,阐述了基于S7-200 PLC和组态软件的机器狗控制系统硬件组成,提供了机器狗运动控制PLC程序设计主程序流程和关键程序设计要点,并给出了组态程序设计界面和组态程序及通信设置的关键要点。实际完成的控制系统不仅实现了机器狗的协调、稳定动作,而且由于加入了触摸屏的组态控制方式,实现了机器狗的双模式运动控制。

四足宠物机器狗动态步行规划与仿真

以四足宠物机器狗爱赛比为研究对象,分析机器狗步行机构组成,建立关节结构模型,根据仿生学原理对四足机器狗的对角线一致的步态运动进行了分析与规划,利用Matlab对步态规划进行了仿真并采用关节控制器验证了对角线一致的步态运动分析与规划的正确性。步态规划为四足机器人实现高速行走提供了一种可行的方法。

基于单自由度六杆步行机构的机器狗设计和分析

针对四足机器人常用步行机构使用过程中出现的一些问题,设计一种单自由度六杆闭环机构作为机器狗的步行机构以完成行走功能;头部机构采用旋转关节,尾部由旋转关节连接的两段开环杆件构成,分别模拟狗的摇头摆尾动作;足底部采用凹凸曲面以增强其相对地面的接触摩擦力。利用单自由度六杆机构作为步行机构可以使机器狗的结构尺寸更为紧凑,刚性更好,电机数目减少,足端轨迹的累积误差降低,并易于控制,可为不同类型的四足机器人的设计提供一定参考。

基于Arduino控制的机器宠物狗设计

设计开发了一款利用Arduino控制的机器宠物狗,可以实现根据侦测到的周围物体情况完成前进、后退、摇头、转身等动作,具有一定的实用和参考价值,实验结果证明,该方案设计有效。

基于Dog-Leg算法的服务机器人视觉SLAM系统

针对原有SLAM系统非线性优化存在迭代次数多、计算时间长、实时性差的问题,设计一种基于阻尼因子更新来计算信赖区域半径的方法;针对YOBY机器人平台,设计并实现基于增强实时性的Dog-Leg算法的多模块SLAM系统;通过EuRoc MAV-MH_05数据集的实验分析和真实场景的实际测试,验证了算法的有效性以及SLAM系统在YOBY机器人平台上的可用性。

四足仿生机器狗设计

随着科技的飞速发展,模仿生物系统原理来建造技术系统的科学应运而生,这一项内容对人类的生存和发展有很大帮助。文章选取生活中常见的四足动物-狗,对其运动形态和身体结构进行分析和思考,最终通过模块化设计出一款不需要履带和轮组,而是依靠舵机驱动的四足仿生机器狗。这款机器人不仅可以负载一定重量,还可以在头部搭载一套立体的视觉系统,通过摄像头对目标进行识别跟随,无论是在日常生活中还是在军事应用等方面都可以起到巨大作用。

绳驱并联机器人实时正解数值算法

提出一种求解冗余约束绳驱并联机器人实时正解的数值算法。建立八绳六自由度绳驱并联机器人运动学模型,并对其机构进行参数化,根据矢量封闭原则计算绳索长度。由反解方程导出非线性正解方程组,取运动平台的初始位姿作为初值,运用Dog Leg算法迭代求出位姿正解。取圆曲线作为运动平台的运动轨迹,实时仿真实验表明该算法可完成精确的位姿正解运算。实验结果显示5种位姿组合平均耗时均小于0.07 ms,满足求解绳驱并联机器人位姿正解的实时性要求。

四足仿生机器狗行走步姿控制

文章从仿生学出发,设计出了一款基于STM32的四足机器狗,模拟了犬类的行走姿态。控制器主要以STM32为核心,它接收到来自上位机软件所发出的舵机指令,再利用芯片产生的9路标准脉宽型控制协议控制机器狗的每个关节运动,从而实现相应的运动步态。

机械专业学业导师教学的探索与实践

本文结合机械专业的学科特点,以机械专业的二级学科机械设计制造及其自动化专业为出发点,结合目标问题“如何制作一条四足机器狗”,探讨以兴趣为导向的学业导师教学方案。通过机械、制造、设计、自动化4个主要部分描述了四足机器狗的制造方案和制造过程,通过以上的演绎教学使学生建立起对本专业的专业认同,并激发了他们的学业热情和创新能力。

基于DQN算法的电力仿生机器狗步态规划

传统仿生机器狗步态规划需构建动力学模型,对此提出一种基于DQN的仿生机器狗步态规划方法。结合DQN算法的基本原理,将DQN算法与仿生机器狗控制器结合,进而大量训练仿生机器狗的DQN控制器,设置DQN的参数和计算DQN的奖励函数,并在Webhots仿真环境中对四足机器狗进行训练,得到四足仿生机器狗运动的翻滚角、俯仰角以及损失函数的变化。结果表明,通过DQN训练得到的仿生机器狗的翻滚角、俯仰角和损失函数都能趋于稳定,说明机器狗能快速平稳地完成步态运动,证实了DQN控制器的有效性,可为四足机器狗的步态生成提供新的方案。

基于视听融合的导盲机器犬的设计与应用

针对我国盲人出行不便以及视力障碍人群公共设施不完善的问题,课题组设计了一款基于视听融合的导盲机器犬作为盲人或者其他视力障碍人群的出行工具。该系统由机器犬(本体)、思岚激光雷达、微型计算机树莓派、高清防抖摄像头和各种传感器(如语音播报模块、超声波测距传感器等)组成,导盲机器犬拥有8个自由度,并且使用了ROS系统,具有灵活、便携、智能等特点。同时在视觉上使用了TensorFlow框架的YOLOv2算法,用于识别盲道、红绿灯、障碍物、车辆、人群等周边环境与物体。模拟盲人牵引导盲机器犬进行正常的行走测试,试验结果表明,该系统能够实现障碍物的躲避、引导盲人行走在盲道上、辅助盲人完成正常的出行活动,并且其拥有视听交互功能,当机器犬通过麦克风识别到盲人的语音命令后,可以通过预存的语音指令做出相应的动作。此外,该系统可以为导盲机器人的系统设计提供参考,同时也为研制导盲设备的商业化产品提供依据。

基于四足机器狗的智能巡检系统设计

阐述基于四足机器狗的智能巡检系统设计,通过四足机器狗搭载相应的图像、声音、高精度感知模块、设备,可实现对巡检现场视频画面采集,以便了解现场情况。四足机器狗的智能巡检系统解决应急巡检过程中的不确定、高危险性巡检问题。