残障服务机器人控制系统设计+CAD图纸(3)

在这个物联网充斥的时代,我们可以说现阶段家里所有的电气设备都可以用一系列的相关系统的控制,最后集中到智能手机这个媒介和终端来实现无缝操控


在这个物联网充斥的时代,我们可以说现阶段家里所有的电气设备都可以用一系列的相关系统的控制,最后集中到智能手机这个媒介和终端来实现无缝操控。我觉得这对于普及日常生活中的家庭服务机器人在一定程度上有着借鉴作用,我们是否也可以将一系列的系统集中到智能手机这个终端来控制呢?从而实现一部智能手机就可以控制整个家庭的相关设备。

机器人在这些年无时无刻不在进步着,这我们无法否认。如果你没有这种感觉的话,那么或许只是你没有注意机器人领域而已。我们可以看到从最初的机器人只能实现事先编好的程序来完成简单动作,进化到现在通过机器人本身的控制系统和传感器对感受到的信息进行最优处理。同时我们可以看到机器人正在像它的最优形态进步着,逐渐具备我们人类所拥有的一些能力。比如说它会通过传感器而具有触觉和视觉能力。它甚至可以通过语音模块来跟人们进行一些简单的交流。举个例子,离我们最近的家用清洁机器人相信大家都有过了解。它能够在不需要人参与的情况下自动的完成整个房间的清洁,同时它本身也具有避障能力,当碰到障碍物时,它会自动改变路线从而绕过障碍物继续进行清洁任务。相比于人类,机器人可以拥有比我们更快、更强的运算能力。原因就在于它可以搭载运算能力超强的计算机。从而代替我们解决我们难以解决的任务,这方面我们可不行。

1.2.1国外服务机器人研究现状

(1)日本

我们首先介绍的这一个机器人是来自于日本本田公司早就在1986年研发却

直到2000年才发布的ASIMO机器人。ASIMO身高大约为1m左右,重量跟青少年相当。可以这样说,阿西莫对于机器人领域的影响是巨大的。它的伟大之处在于在那个时代他就可以跟人进行沟通交流,要知道在那个时代,与人进行沟通交流的能力是属于机器人行业里最先进的能力了。

日本本田公司之所以研发这个机器人,目的跟我们不约而同,就是为了帮助那些行动能力较差的老年人和残障人士。由于ASIMO本身的高度,使得它和轮椅上的老人差不多高度,从而可以给人一种舒服的感觉,不会让人内心感到不安,更让人容易接受。同时这个高度也可以让机器人本身能够顺利的完成各种任务。在底盘驱动部分,它采用类似于人的足式驱动,每条腿具有6个自由度。

图1-1日本本田的“ASIMO”阿西莫本身的行走速度并不算太低,而且它的步幅和步频都可以根据需求来进行调整。它的关节驱动电机采用伺服电机,搭配谐波减速电机,通过电机驱动器来驱动。同时在控制这方面,它分为两个单元,一个是底盘行走驱动控制,另外一个是躯干控制单元。在传感器这方面,日本本田也毫不吝啬,整个机器人采用了陀螺仪、加速度传感器等。在续航方面,机器人搭载容量为38.4V/10AH的锌镍电池。

另外一个亮点为机器人可以通过相关的姿势来实现控制机器人,以免在速度较高时产生打滑现象。这里的原理涉及到相关的姿势理论控制。同时ASIMO可以将分布在机器人上的传感器获得的数据与存储在机器人内的数据进行对比,从而进行相对应的修改。同时阿西莫具备视觉传感器,从而进行一系列的视觉与机器人相结合的动作等。它的各个部分的自由度分布如下表格所示:

表1-2自由度分布

(2)德国

而在德国,我们要介绍的是由德国航空航天中心(DLR)研发的RollinJustin机器人。它的长处在于实现其他机器人所不能完成的复杂的手臂动作,有点类似于我们人类的双手。之所以它能够完成这样的动作,主要是由于它的双臂的自由度非常多。在有关于RollinJustin的介绍中,仅仅它的上半身就具有43个自由度,而整个机身关节数量竟然达到了51个。