仿人服務機器人系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、隨著經(jīng)濟與科學技術的發(fā)展，智能服務機器人已漸漸走進我們視野，在生活與工作中發(fā)揮著越來越重要的作用:人口老齡化使得越來越多的老年人獨處在家，這些獨處的老年人需要人的陪伴與監(jiān)護，而智能機器人正好充當這一角色，打發(fā)他們的無聊時間并監(jiān)護著他們異常行為，這無疑提高了他們的生活質量。因此家庭陪伴類服務機器人的研究具有很高的經(jīng)濟與社會意義。其中智能服務機器人的結構合理性、運行平穩(wěn)性，視覺識別快速性等性能是服務機器人推廣的關鍵，也是提升仿人服務機器人智

2、能化的重要條件。本文在前人對于視覺結合手臂研究的基礎上做了如下工作:
　　(1)回顧總結了仿人服務機器人的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，對國內(nèi)外主要的仿人服務機器人進行了對比和分析，分析了服務機器人系統(tǒng)技術的關鍵點與難點，總結了服務機器人相關功能需求，對我國仿人服務機器人的發(fā)展做了進一步展望;
　　(2)建模是運動控制的基礎，從仿人機器人的單臂出發(fā)對4軸機械臂進行了建模，在已知各關節(jié)的運動參數(shù)條件下求末端執(zhí)行器的相對參考坐標系的位姿，

3、進行了機器人機械臂的正解建模。為了從未端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)求取手臂各個關節(jié)的轉角，對單機械臂進行了運動學的反解;
　　(3)雙機械臂是單機械臂的擴充，其相比單臂具備許多良好的特性，可以適應更為復雜的環(huán)境。本文對仿人機器人雙臂以固定參考系的運動作為時間的函數(shù)進行分析研究，對三維空間的位姿描述作了深入的探討。分析了連桿坐標系與齊次變換和旋轉矩陣的歐拉角表示，并分析了雙臂機器人正逆運動學問題;
　　(4)物體識別首先對物體的特征進

4、行提取，而特征提取的兩種方法:全局特征提取與局部特征提取在操作性能上后者優(yōu)于前者。但局部特征只適合于目標物體與仿人機器人近距離識別，本文結合目標物顏色的匹配，克服了機器人遠距離識別的困難;
　　(5)服務機器人結構的合理性是機器人正常發(fā)揮功能的基本條件，本文對仿人機器人的多種行走驅動方式進行了分析，確定了使用三角全向輪的設計底盤，實現(xiàn)了仿人機器人的全向運動，并通過雙支撐軸承結構降低了驅動連接萬向節(jié)的側向力，增強了仿人機器人底座牢固