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万圣节,字母,手机号码归属地查询-第一克隆,ai、大数据、无人驾驶、新商业模式,全天候供应

发布时间:2019-07-10  分类:最近大事件  作者:admin  浏览:190

情感智能机器人实验室

Laboratory for Affective Intelligent Robotics (LAIR)

北京大学信息技能高级研究院

智能核算研究中心



2019年 6月·第3期

总第13期



1

机器人底盘小车专题文章


小型四轮移动机器人行走结构规划


怎么让机器人进行全向移动


2

机械臂运动专题文章


机械臂运动操控简介


机械臂根本原理概览




机器人底盘小车专题文章

小型四轮移动机器人行走结构规划

节选:https://mp.weixin.qq.com/s/oQKZSsysdGl7M9C3qRaEEA

时刻:2016-10-08

作者:机器人2025 萝卜库

收拾:叶发萍


(本文转载/收拾自相关链接,仅做内部常识同享和沟通,不做商用;转载文章不代表本刊心情,部分内容若有修改,均为便于阅览所用,原文粗心并无改动;如有侵权,请联络本刊删去。)


在规划轮式机器人行走组织时,首要应考虑机器人的用处,因为不同的用处,轮式机器人的移动组织是不同的。此外,还应该考虑轮式机器人的作业环境、耐久性、稳定性、机动性、杂乱性、外形尺度及规划加工费用等。依据移动机器人渠道以后会运用的杂乱环境状况,咱们所规划的行走组织有必要具有较好越障功用及适应才干较强的移动体系,使其可以依据不同的结构环境调整自身的步态来完结指定使命的用处。

轮式机器人的行走组织首要由悬挂体系、底盘体系、传动体系承载轮组织和行走驱动组织组成。组织的总体规划要求侧重考虑以下几点:

① 在远间隔平坦路面运动状况下,要求机器人具有较高的运动速度和较低的能耗。

②  在松软、沼地、不平坦地势、峻峭的斜面等自然环境中坚持较好的穿越才干。

③  越障才干强,可以穿越往常妨碍,可以穿越台阶、凸台、壕沟等室内结构化环境中常常遇到的妨碍。

④ 可以完结较灵敏的转向功用。

⑤ 结构紧凑、质量轻、体积小、运动灵敏。

底盘的规划

机器人移动组织的底盘是整个机器人各部件的承载渠道,一起也是个首要部件的设备规划基准。底盘的规划好坏直接影响到机器人的传动精度和传动功率,并且对运动部件的寿数起到直接的影响。在规划底盘时,既要考虑究竟盘在运动过程中接受轰动及其它在载荷时发生的变形,又要考虑底盘自身的强度和刚度要求。本文所规划的行走组织底盘首要承载行走组织驱动体系、悬挂体系,搭载体系三个部分。要求在总体规划要求提出的尺度指标下合理安排和规划各部件的设备结构。既满意论文所提出的功用要求,又可以在要求的尺度下设备各个部件。

此外,作为小型的移动机器人,在充分考虑其运转的杂乱路况及环境下,契合车体的尺度小、质量轻等要求,从经济和有用的视点考虑,本规划挑选30×30mm方钢管资料,并在底盘的规划时选用在满意强度要求的一起使结构紧凑,抵达轻量化的意图。本文终究底盘的规划尺度为:700×300×200(长宽高 mm)其底盘结构示意图如图所示。

轮胎轮毂的选取

轮式机器人的特点是机动灵敏,在平坦的路面上可以较快的速度较低的功耗长间隔的履行使命,但本文规划的轮式机器人要求在有楼梯、斜坡、凸台等杂乱室内环境下履行使命。四轮机器人结构简略,因为机器人在越障时没有辅佐的越障设备,只能依托驱动轮供给的驱动力越障。

考虑作业环境及国内外同类机器人轮胎的选取,终究对四轮机器人的轮胎选取型号为90/100-14的越野摩托车轮胎,轮毂则选用14英寸的辐条式轮毂,此款轮毂上的传动链轮设备孔和挑选的链轮的设备孔是符合的。

悬挂和传动部分的规划

独立悬挂体系每一侧的驱动轮都是独自地经过弹性悬挂体系悬挂在车架或底盘下面的。其长处是:质量轻,削减了车身遭到的冲击,并进步了车轮的地上附着力;移动机器人重心也得到下降,然后进步移动机器人的移动的稳定性;左右轮独自跳动,互不相干,能减小车身的歪斜和轰动。

减震器是弹性悬挂中的要害构件,减震器的设备方位决议着机器人的稳定性和减震设备的运用寿数,减震器的设备方向沿着连杆绕支点的圆弧的切线。由M=L×F 可得,在力矩持平的状况下,力臂L和力F是成反比的,减震器下端与连杆支点间隔越短,减震器受力越大,在绷簧弹性强度相同的状况下,波动的路面上车体遭到的轰动越小。

传动链轮的中心间隔规划为310mm-360mm可调,可以调理轴距,重心方位和链条的预紧力。如图为行走组织传动部分示意图。

运用三维建模软件规划出四轮行走组织结构示意图如下图所示,结构式结构预留了后期的操控器、传感器、电池的设备方位。

终究四轮机器人什物如图所示(注:四轮机器人什物图来自原文)。



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机器人底盘小车专题文章

怎么让机器人进行全向移动

转载:https://zhuanlan.zhihu.com/p/32267002

时刻:2018-03-05

作者:电子科技大学 楠神

收拾:俞泽远

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波士顿动力 Atlas 的后空翻动作刷爆了朋友圈。就在多数人还不会前滚翻的时分,人形机器人 Atlas 现已学会了后空翻。

别看 Atlas 这么灵敏,其实双足机器人的操控十分难困难,即使是国际一流的实验室做出的双足机器人,在平地上仍是小心谨慎的,还常常跌倒。

尽管双足机器人难操控,可是人类也不笨,大不了,就不做双足嘛~实践中的机器人依照举动方法,底盘还有固定式、轮式、履带式、双足和多足等等,不同类型的底盘可以应战不同的地势。今日咱们讲的是全向移动的轮式机器人底盘,它的灵敏性更高,不简略像双足相同跌到。

玩过 CS 的童鞋们都知道,人物在游戏中不需求回身也可以向一切方向平行移动,然后在对战中完结各种蛇形走位和精准冲击。

在实践版的机器人竞赛中,机器人完结全向移动也是十分有必要的,但它不是经过游戏中人物模型来完结,而是全向轮式移动底盘。

这些底盘的特别之处便是轮子,它选用了全向轮,全向移动意味着可以在平面内做出恣意方向平移一起自转的动作。

各式各样的全向轮

它首要由轮毂[gǔ]和辊[gǔn]子构成,轮毂是整个轮子的主体支架,辊子没有衔接动力源,可以自在翻滚,设备在轮毂周围。

两种全向轮

现在全向轮依照轮毂与辊子轴线所成的视点首要分为麦克纳姆轮(Mecanum Wheel,简称麦轮)和全向轮(Omni Wheel)两种。

麦轮的轮毂与辊子轴线夹角为 45°,有互为镜像的左轮和右轮两种。它不仅可以前后左右移动,还可以斜着走。

一对互为镜像的麦轮

全向轮的轮毂与辊子的轴线彼此笔直,相同可以全向移动。

全向轮

全向轮底盘

关于全向轮底盘,也有两种组合可以完结。

正交四轮全向轮底盘:

三轮全向轮底盘:

这两种组合办法都可以完结全向移动,可是从表面就可以看出,它们仍是有很大距离的。、


稳定性

三轮底盘是最简略的布局办法,可是少一个轮子就少一个电机,相应的驱动力也会减小。并且在高速移动过程中,三轮底盘简略有一个轮子离地,而别的两个轮子承重,会影响车体的稳定性。

四轮底盘的稳定性更高,每个轮子的受的负载也削减,但因为电机数量添加,操控体系的杂乱性也增大了,制造难度添加。

操控难度

在操控上,三轮底盘要完结某一方向的运动时,确认每一个轮子的输出量要稍杂乱一些。并且想要完结左右方向的直线移动,还需求传感器的辅佐,让它知道自己的实践运动状况,然后反馈给主控,然后批改底盘的运动操控。

四轮底盘对称的规划,使它不需求外加传感器,也比较简略完结精准的移动。

麦克纳姆四轮底盘

O 型麦克纳姆四轮底盘也具有全向移动的才干。

比较全向轮,麦克纳姆轮具有更强的承重才干,这是轮子结构规划的不同导致的。全向轮的辊子笔直排布,在高负载状况下辊子简略发生掉落。

除了负载才干,麦克纳姆四轮底盘的优势在于,轮子排布方向共同,更合适在杂乱地势上的运动,小R 人生中过不去的坎,麦克纳姆四轮底盘都能迈过。

轮子排布方向

因为这些长处,麦克纳姆被广泛运用,如在车站、机场等环境中运用的导游机器人,还有列车和飞机的设备工场中的移动负载渠道。

虽然麦轮优点多,但在实践运用上,咱们仍是应该依照实践状况,挑选合适的底盘。

 

底盘的挑选

全向轮底盘

全向轮底盘是旋滚动作功率最高的底盘,运动的地上要求平坦,并且有较大摩擦力。RoboMaster 竞赛中,基地机器人在一块固定的平坦的区域运动,且一般不会有大幅度地移动,所以一般挑选这种底盘。

蓝色为基地机器人


在遇到敌人时,基地机器人会一边旋转一边瞄准反击,平稳地旋转也可以削减瞄按时的颤动。可是三轮底盘负载较小,移动速度较低,运动的速度和精确性也没有四轮高。

 

麦克纳姆轮底盘

假如不是寻求旋转功率,而是重视机器人的机动性,麦克纳姆轮底盘会更合适。它可以让机器人在各种高低的地势上举动自如。

为什么这几种全向移动底盘这么强壮,却没有出现在日常的汽车上呢?

因为,不管关于哪种全向移动底盘,都需求每个轮子可以独立驱动,且有满足的驱动力,在汽车上完结还需求很大的技能打破。

其次,因为麦克纳姆四轮底盘在运动时会发生较大轰动,不像汽车轮胎自身可以吸收一部分轰动,所以假如运用在汽车上,可以自行幻想公园里玩碰碰车的震感。并且全向移动的操作办法很难规划也欠好驾御,用在汽车上,更简略发生交通事故。

这几种全向轮功用当然强壮,但它添加了移动方向,体系的稳定性也会下降,并且,它很贵啊!

这样看来,全向轮融入日子中的确还有很长的路要走,可是巨大的工程师们必定可以在不久的将来,攻坚克难,把这一项奇特的技能尽早融入咱们的日常日子!



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机械臂运动专题文章

转载:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/22842160?refer=learn-robotics

时刻:2016-10-29

作者:Top博士 知乎

收拾:叶发萍


机械臂运动操控简介

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机械臂由许多连杆(金属杆),和关节(电动轴枢)构成。典型的机械臂有一个基座、一个结尾履行器(例如夹钳、吸盘或毛笔啥的)和它们之间的连杆和关节,这样机械臂可以在其活动范围内完结恣意的三维方位和朝向(位姿)。每一个活动的关节称为一个自在度,以此为规范带,咱们可以看看下图中的DoBot一共有几个活动关节。有4个关节,则称为5自在度机械臂,或简写为:4-dof。

现在DoBot的操控仍是直接操控各个关节的电机,这个比较简略,但其实你实在需求的是将结尾的夹持器移动到期望的方位,如拿起远处的某一物体。但问题来了,1—5号电机一个个靠手动操控,极端繁琐啊!

现在一个处理办法(DoBot所选用的计划)是用“示教”的办法处理,第一步,操作者抓着机械臂的结尾,放到期望方位上,并在操控台按下操作按钮记载下此刻机械臂的位姿,按次序记载的一系列位姿随后用作机器人编程的参考点,例如捡——放使命中的重复性动作。机械臂会回忆住关节的视点和方位,并主动编程,然后再重复完结。

给定期望空间方位,若想经过程序核算出机械臂的相应的运动指令,则需求处理以下两个根本问题:

1. 给定一些列关节的状况,怎么确认机械臂结尾操作器的位姿?

这可由前向运动学处理。

2. 为抵达机械臂结尾操作器的一个位姿,需求怎么设置关节的视点?

这可由逆向运动学处理。

当然,机械臂运动学有许多更为杂乱的问题,在这不多评论,怎么让结尾操作器沿直线运动(运动方程式)?怎么让结尾操作器给物体施加特定的力?是两个常见的运用比方。

(雅克比矩阵)现在有许多机械臂的编程言语和库软件包,并且其数目在继续地增加。程序言语中传统的有AL、VAL-II,以及函数式言语。另一种是库软件包,可以用来与C/C++或Matlab进行链接。下面咱们将专门介绍一款根据ROS的功用强壮的机械臂软件Moveit!

咱们期望用机器往来不断完结一些简略单调的作业。可是机械臂规划杂乱运动学方程、程序编写杂乱,为简化规划可运用一些已有的老练东西。如MoveIt!,它是ROS中机器人进行移动操作的一套东西。主页(MoveIt! Motion Planning Framework)包括运用MoveIt!的文档、教程和设备阐明以及多种机械臂(或机器人)的示例演示,如一些移动操作使命,包括抓握、拾取和放置或简略的逆向运动学的运动规划。

这个库包括一个快速的逆运动学解算器(为运动规划单元的一部分)、先进的操作算法、三维感知抓握(通常以点云的方法)、运动学、操控和导航等功用。除了后台功用,它还供给了一个易于运用的图形用户界面(GUI)经过MoveIt!和RViz插件装备新的机械臂,运用户能以直观的办法进行运动规划使命的开发。

下图为MoveIt!的体系结构:

体系结构的中心是move_group单元。其首要思维是,首要需求界说由关节和其他元件所构成的群组(group),然后运用运动规划算法履行移动操作。这类算法考虑与物体交互的场景以及该群组关节的特性。

MoveIt!为咱们供给了一类运用规划求解逆运动学模型(IK)进行机械臂运动规划的十分简略和简练的东西,以及便于运用的丰厚文档,但鉴于该体系结构的杂乱性,但只要当正确了解了MoveIt!、机器人的传感器和履行器之间一切的不同彼此效果时,才干正常作业。




机械臂运动专题文章

转载:https://zhuanlan.zhihu.com/p/43569044

时刻:2018-09-03

作者:东林钟声

收拾:俞泽远


机械臂根本原理概览

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本文将简述作者对机械臂整个体系的了解,从结构到操控,可以更好的去了解分层次的思维在机械臂整个杂乱的体系中起到的效果(首要参考资料:机器人学导论 John J. Craig)。

下面首要考虑2连杆的机械臂,首要结构如图:

这是2个滚动关节的机械臂,每个关节由电机驱动操控。结构方面的就不说许多,重要的怎么用数学的方法去仅有的表明这个结构,这儿用到的DH参数表明法,首要意图不是追查每一个细节,而是全体的了解机械臂体系,即,现在要4个参数来表明上面的结构的方位两根连杆的长度l1 ,2以及连杆的旋转视点 , 。要注意的是,会发生变化的只要视点 ,所以可以把长度l当成结构的固有特点。

现在结构的方面现已介绍清楚了,那整个机械臂体系是要做什么,完结什么使命,可以操控的量是什么?实在的使命远远杂乱的多,可是千里之行,根据跬步。

使命便是让机械臂的结尾完结这样一个动作,可以操控的是电机的力矩(电流与之成正比)。下面开端从最底层视点操控开端剖析到轨道生成。

1、关节视点的操控

首要咱们现在可以操控的是电机的力矩,而电机的力矩会改动关节角,可是是个什么姿态的联络,怎么操控力矩然后抵达完结关节视点的操控?这儿首要介绍机器臂动力学。

先放出公式:

其间代表电机的力矩,代表关节角向量。便是说,力矩会影响关节角,可是假如想用这个方程来操控,不是很实践,首要要知道动力学方程里边精确的参数,并且要可以精确的知道电机的输出力矩,这些都不实践。所以这儿被PID操控器代替了。

2、正向运动学

正向运动学便是给定关节角 ,然后算出结尾履行器的笛卡尔坐标系方位 P ,简略的表明为  。其实也很直接,便是关节的视点,核算出结尾履行器(因为重视的都是结尾,让结尾画圆之类)在笛卡尔坐标系中的方位(x, y, z and so on)。这儿介绍下雅克比矩阵 ——反响关节速度与结尾速度之间的联络,是直接对正向运动学求导得来。那么这儿可以看到一个很有意思的工作,比方想让结尾依照某一速度在笛卡尔坐标系下运动,那么相应操控的关节角应该是什么?  ,条件是这个逆可以求出来。其实这一步应该放在逆向运动学里边介绍的,可是本文只放个概念,不放公式,有个理性的认知。

3、逆向运动学

逆向运动学,便是给定结尾履行器的笛卡尔坐标系的方位,算出相应的关节角。这个就很重要了。因为逆向运动学直接告知咱们,比方咱们想让结尾到哪一个点,那么相应的操控量(关节角)是多少。可是逆向运动学的求解会存在多解性或许奇异性的问题。

4、轨道规划

轨道规划便是,画这样一个圆,机械臂应该走的每个点的方位(把圆离散化)以及该点的速度以及每个点之间的插值问题。

所以最终整个的操控框图便是

当然这儿考虑的是简略的使命,没有考虑静力学以及力操控相关的使命。可是根本结构是相通的。



感谢阅览

假如有更多建议请联络:lair@aiit.org.cn

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北京大学情感智能机器人实验室(Laboratory for Affective Intelligent Robotics, LAIR)成立于2017年,以赋予机器人实在的智能和情感为开展方针。LAIR 坐落北京大学校本部的实验室重视学术研究,坐落北京大学信息技能高级研究院(杭州)的实验室重视科技开发。

因为人类的沟通和社会交往总是包括情感要素,因而LAIR致力于使机器人可以与人们进行含有情感的互动,使机器人可以辨认人类情感,可以将自己的情感状况传达给人,更可以正面影响人的心情,使机器人可以像人相同了解与体现。

咱们信任,在未来的日子中,情感智能机器人将不可或缺,在家庭、安全、教育、商业、健康等范畴中都将发挥重要的效果。


END


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