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使用压力反馈调节平衡制造一个仿生机器人

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1#
发表于 2018-11-26 19:34:44 | 只看该作者 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式
人类依靠肌肉调节平衡姿态,楼主想用电机拉动橡皮条模拟肌肉调节。
4 }" F. h; ^$ m/ N
$ \; z( X& B2 \* b: Z9 p调节的依据来自足底6个压力测量电极(每个足底3个压力点,后跟一个,大拇指一个,脚掌一个,构成一个三角形)
8 a% ?0 }1 v- j/ w# w1 v: m: r( u4 x7 ^! v9 G
人体的静态平衡重心位于两足之间,通过卷动腰臀橡皮条,调节腰盘的高低,使得重心落在两足之间。
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42#
发表于 2018-12-13 17:02:32 | 只看该作者
本帖最后由 几何精度检测 于 2018-12-13 17:14 编辑
  l4 @0 K: T" @0 e5 c
, _5 x* E, M$ m1 X: R) c0 Y    哈哈 在回复一下这个贴 关注这个贴好久了 看到了很多质疑 我对这方面不太了解 给不出什么建议 但我认可楼主的想法 不去做第一步怎么知道行不行 第一台电脑如何出来的 开始说白了就是个计算器 从第一代的
电子管数字机到第四代的大规模集成电路机 但是他们是从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用,同时也启发了现代电子计算机的研制思想 谁能想到将绳结是如何变成的算盘 可以说现在楼主的想法放在以前 不好听点在当时就是要把算盘做长每个珠子绑上绳子实现远程大数据计算 可是谁曾想过一块小小的集成电路就可以做到这些事情 在到后期的独立显卡 声卡等  如果说大点楼主的想法就是启发  我觉得社友不光要提出质疑 更重要的是解决方法 现在楼主的想法大概是让机器人站在原地 小规模受力不倒 还没有涉及到让其旋转跳跃 以及现在机器人及传感器方面的发展 可能会比较容易 大家完全可以 以自己的知识辅助一下楼主 所以我更希望看到大家所提出的帮助 而不是一堆的不可能。
条理会有些乱 希望大家看的明白
说错的地方请见谅 . f. V  P* `7 J7 i6 X
希望有一天可以出现一台以机械必威体育网址命名的机器人走在路上的视频疯传于网上

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谢谢
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41#
 楼主| 发表于 2018-12-4 13:08:47 | 只看该作者
pengjc2001 发表于 2018-12-4 11:53
2 }8 j9 d1 e# r( W( Z' T路漫漫其修远兮。- \2 F+ U) W+ |% u( e3 ~
建议你先弄懂 倒立摆,  或者平衡车。 资料好找。 基于arduino   树莓派 等开源硬件的 ...

/ e4 y1 @/ d/ `% n这个应该是工程师解决的问题。
' R/ L- L" @1 U' ?- i2 q' t. m5 ?朋友,这个帖子不要回复了,能不能移步这个帖子:) `/ N' }: W& ?& x! z
//www.szfco.com/thread-890331-1-1.html
- x  |) t8 g& i( Z4 c, M您花了时间看了我的帖子,然后回复了我,说明您认为这个方案是有那么一丝丝可能可以成功。% S. {5 J, G0 F, H& ?" f
+ a5 L4 O( ]9 M3 K4 f/ u2 ^- q
那么,假如我聘请您解决这个问题,您觉得合理的报酬是多少?3 g5 M5 a1 J6 q8 C& d8 q, i
是买断您的解决方案,还是集合更多的人,一起实现这个方案,然后您从中获取可成长的回报呢?3 f% f" y' _/ K6 E- p3 Y

7 B, f! d; T5 M3 l- w
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40#
发表于 2018-12-4 11:53:41 | 只看该作者
本帖最后由 pengjc2001 于 2018-12-4 12:00 编辑
! M( `/ ]: @' t  @- _
二爻机械动力 发表于 2018-11-30 09:00! E1 o- V* {* U3 C+ x. N1 g
不知道。我百度了一下,嗯,水平低看不太懂啊。
% p6 q) U: M7 }5 w$ ~6 Z
7 x& }+ }; G  Q! G什么非线性数学,上学的时候老师讲到非线性的时候直接 ...

: F8 A) y0 r" g1 A' g路漫漫其修远兮。0 l. b0 G' \# c1 E$ o3 y0 h
建议你先弄懂 倒立摆,  或者平衡车。 资料好找。 基于arduino   树莓派 等开源硬件的  平衡车资料 一堆。 玩明白了, 再扩展。3 T6 `- S% |- x6 z
. q% ?7 I- R8 U* x
您提到, 外部一个冲击, 能感应出变化, 然后系统做出相应的回应。  这就涉及到了控制理论。 外接的变化量, 系统以什么样的方式去响应。 需要设计一个什么样的系统   线形、  非线性、 过调了怎么办?   ! U0 a. J! S& d2 n5 N( e- ~

% C. R% U- ^) Q4 T, Q
' D2 K+ c2 e# n3 e6 G' n举个例子, 假设头部向前倾斜了一个角度,系统感受到了, 电机回拉。 回啦过程, 头部重力产生的扭矩是逐步变小的。 你开始这么大的力是不是要考虑 减小,  既然已经回拉了, 现在是不是有一个速度, 惯性作用, 到竖直位置,是不是 停不下来 有过冲, 是不是又要考虑反向用力。 这样一正 一反的摆动,是不是要考虑阻尼系统如何来吸收这个能量?' ~! H. }, Y2 g+ A
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39#
发表于 2018-12-4 10:42:08 | 只看该作者
陀螺仪,而且可能不止一个,用于感知姿态变化,然后做出反应。压力传感器,不准确。
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38#
 楼主| 发表于 2018-11-30 10:42:45 | 只看该作者
莫非空 发表于 2018-11-30 09:042 l3 `. k/ L$ l. m$ `2 d
研究本来都是一步一步来的,先解决一个机构动作,再进行下一个,一开始就以整个系统论的,那是理论工程师 ...
! w% j- A7 q* c3 D7 `4 T
多谢兄弟支持!/ s% {# R3 ~: F
是啊,人体很复杂,如果完全仿生,那么做出来的机器人绝对会比波士顿的那个复杂很多倍,毕竟波士顿的那个机器人也做不到完全仿生。
1 r  `* L# ?- B) M5 x3 H6 q( u7 S- d! R& ~
原本我想把头部扭头低头的动作也做出来,看了兄弟的话,我决定第一个机器完全放弃头部和手臂动作。毕竟没有双手的人照样能跑能跳。6 t& ~6 T6 G+ f: ]7 Y7 z% H
5 C! a; C  i5 y9 _! G, e
这样,我所需要的电机数量可能减少至6个。用于控制腹部、大腿、小腿。7 w7 R% d* {4 \8 t) Z

6 Q) v+ Y: z5 G7 g( ^
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37#
 楼主| 发表于 2018-11-30 09:53:18 | 只看该作者
鞠躬和背后一击的区别2 H( ]8 F  \6 Q
- g$ R$ {7 a2 W
鞠躬会导致重心前移,足底前部压力增大,背后一击呢,也会导致足底前部压力增大。自动控制程序能发现两者的区别并作出不同的动作吗?: s$ q* E) Q. A/ z

) f! K2 {! ~1 E& ^; j可以的。鞠躬的时候,足底压力变化数据比较平缓,它可以采取下肢绷紧后倾的策略来应对。- O* d$ q# D9 K* z5 m: e
而背后一击呢,足底压力变化会比较快,此时如果采取下肢绷紧后倾的动作,就会以很可笑姿势一头栽倒。: O2 n. e) C! S5 r7 N
; z2 o. {& R6 L# m( h2 i6 d
这只需要在编写程序的时候,计算一下足底压力数据的变化率,就足以区分这两个动作。
. e" x/ e% H; g, n6 u* {; @: r$ `. G. M6 |$ P
当然要分辨这两个动作有很多办法,比如鞠躬是主动动作,背后一击是受动动作等等,但是我认为根据足底压力变化数据来判断是正道。* B8 g6 n) }' O, c" W# g" l" m
1 d4 \/ j8 j" h  Z+ j8 f& t" L
因为也许,也有鞠躬鞠大了,一头栽倒的智障,这时候抬起一条腿向前迈一步也是合理选择。
& k  e6 t. O$ {8 t. n  o# D5 r, ]2 B
而背后一击呢,也有可能是朋友轻轻一击,这时候上肢受力微微前倾,完全可以姿势微调恢复平衡,没必要通过迈步这种“夸张”的动作完成平衡。; d# ~/ [3 q1 V$ g7 s0 O
/ i" u& {- Z; C# m/ G+ c9 B
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36#
发表于 2018-11-30 09:04:24 | 只看该作者
机械——菜鸟 发表于 2018-11-28 08:53
  S; d- m& E/ L/ X$ k4 B你都说了是灵感来源于人,你可知道人保持平衡还得靠眼睛和内耳啊?人在倒立的时候可以保持平衡就是靠的内 ...

- W1 c+ O2 ]+ R" Q3 ]! u研究本来都是一步一步来的,先解决一个机构动作,再进行下一个,一开始就以整个系统论的,那是理论工程师,不是实践工程师,楼主把人体的动态结构,先分解成简单的机械结构来模拟,是完全可行的,至于成不成功,那是只是为了发现问题,并为下一步研究做的准备
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 楼主| 发表于 2018-11-30 09:00:36 | 只看该作者
本帖最后由 二爻机械动力 于 2018-11-30 09:05 编辑
3 I4 E' w: P) C
pengjc2001 发表于 2018-11-30 00:44+ }- V4 \) a/ I( r) a
楼主知道 倒立摆 这东西吗?

$ m2 D7 d4 K6 w6 A不知道。我百度了一下,嗯,水平低看不太懂啊。9 s" f4 a' o2 i3 M) |- B
* x+ v- g9 P% i. c/ Q3 @
什么非线性数学,上学的时候老师讲到非线性的时候直接跳过没讲。。。。自己看也看不懂。3 [+ @+ c' w& Q" N$ O4 p) w( h3 ]

9 \- R% ^% o  B大概您的意思是?我这个装置算是一种倒立摆?大哥,我是真不懂,请指教。
, b7 F+ |$ a6 Y  Y) R
7 f( l# O1 ^. P1 o0 Q我是这么想的,这个装置实际上分为三种控制方式:主动控制、被动控制(自动控制)、和维持& z/ ~, ^- _3 B: B. p0 c
" b0 c* v' K+ d! q" V9 i# ]
主动控制的意思是:根据指令做出动作(所以这个机器人需要遥控控制),比如鞠躬。在主动控制的时候,电机只接受外部遥控,而无需考虑平衡问题。(图1)
5 X( `1 W0 o" ~% f: A: B
8 [; I& T  U- T* w. T- E3 J
) M1 \) Q( B0 m* q4 G7 V
5 d% Q: @3 ~8 H8 S+ f6 ~/ K
* H* q1 T  y/ b* u! B当然这个样子,肯定是不能保持身体平衡的,所以需要一个看起来很AI的程序,进行自动调整。(图2)
; F3 }9 h/ Y  E& Q- p而进行自动控制的依据就是足底压力电极所搜集的压力数据。
$ V" S: f1 B$ x
5 h& f4 ~) l8 K( U% V9 B) `" C
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, f8 b; l' `; R8 E8 a而维持的意思是:自动回复。当弯腰鞠躬的时候,主动电机拉动腹部橡皮条使胸腹前倾,这一会导致足底压力变化,使得激发自动控制程序,让身体重心重新落入两足之间。二会使得背部肌肉绷紧,使得鞠躬角度不至于过大,而且当主动电机停止供电运转时,背部肌肉自然弹回,自动回复为直立姿势。( T; S% R9 x! R9 p  ~! ^

( q6 M6 {. f- d& k$ ~3 p$ J9 y这三种控制中最重要的就是自动控制部分。! ~! L$ H" v1 C, c; j
我觉得吧,只要把自动控制部分解决,它将来就可以作为人工智能的搭载平台。$ ^. _0 \0 x- ~' B. }& C

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34#
发表于 2018-11-30 00:44:20 | 只看该作者
楼主知道 倒立摆 这东西吗?
0 Y! K& F  X+ ^* V, H% ]+ A$ X$ w0 @+ |$ _& [) ^! N

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