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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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31#
楼主 | 发表于 2018-11-29 12:49:43 | 只看该作者
本帖最后由 二爻机械动力 于 2018-11-29 12:52 编辑
7 A9 u! K6 V7 f: r# ?
: k: E5 U, M7 K# g带击锤的橡皮管,用于臀、大腿的肌肉连接。如果弹簧不够给力的话,是不是要考虑液压?1 e/ {+ w! W9 {) c' `* b5 }
哦,图随便画的,不精确,锚点和电机不在一块骨头上。电机或者击锤工作,会改变两根骨头之间的角度。- i: \+ ?2 E8 }

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x
32#
楼主 | 发表于 2018-11-29 13:02:17 | 只看该作者
畅想一下啊,第一步做一个会跟着逛街的机器人。' G+ \4 G8 t" I
然后,接上语音模块,比如小爱2000版。# Y' S; f* b6 s) U
内部充气,外部蒙上硅胶,这种伴侣机器人摸起来既有骨感,又有手感,还耐压。。。。。哦呵呵不敢想。关键是能带出去,会走路说话。
; `7 Q4 \% F5 ^, _, i/ E. s
33#
发表于 2018-11-29 16:54:06 | 只看该作者
收藏 收藏 太感兴趣了 加油 感觉想法非常不错 希望楼主能不定期更新一下
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?
: h; d6 q# p2 D y
! P9 R2 r& g& O" C% `/ K! @; p

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喂我袋盐 + 1

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35#
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
. p9 b% Y4 }0 G i! ]/ u$ W
pengjc2001 发表于 2018-11-30 00:44 7 [$ ^% j3 o) I; m, a
楼主知道 倒立摆 这东西吗?

) h5 }: r6 ~( x! o7 }) c, {/ ]不知道。我百度了一下,嗯,水平低看不太懂啊。% q: Z: v+ g: v: N4 ?" F

8 q" B7 R% S1 t- C; b4 V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。6 c; Z6 v* T2 B6 L2 [
7 w# K; \! q$ u1 w' V: C
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。, \' A+ C3 G# M

8 K! A/ D( D+ B- k3 B0 M! g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5 H3 n! T& r; ?2 f# p% ]
& B( [1 w$ c# ?. [- f7 N! ?
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)" U6 x* q+ t, |( v
2 P: {/ ]% D5 A+ J H3 S
: P. }, Z6 S# c0 [

, E) a2 l7 g( N3 l, a* o+ f: _3 j, Y" B9 j7 o& V# n
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)1 M" u } N9 h3 E, H$ K+ R
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。
, u' |6 y! ^% V# T( Y& h* j: Y; t. d4 k" {' B8 r
/ r* F- [ ~2 N) K* c" k- f8 p% L; L
/ t. [8 s% W1 @1 y, L9 y

4 T% t. t# h3 d, B* f! [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。. `/ D# y2 q. h" V
# l% g5 o2 a+ g: X
这三种控制中最重要的就是自动控制部分。
' N' M: K+ q3 T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。
* q' f7 Q( b2 Q9 q) D" A5 y

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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
v5 b8 h+ r. c( M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 ...
( [+ X0 r! w; {( p$ y1 |' G7 @
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
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
3 ^- |+ @: Z! _; U/ n! ]7 ^' Z& U- `# f% g1 y
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?6 `* K i' U7 [# R2 Z& m

7 b) d' ], S% f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。
7 S, K% s% O; Y6 u9 m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。
# ?9 ~: c' U [, k+ U: o
5 y: N& U0 S8 \8 z" |8 o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。" J1 ]# E1 k; a; h! H8 M7 h' c
+ m. C- w; S1 l0 S1 t
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。7 a/ J0 E( o8 v) y" {: f l+ x

9 H8 r0 h& Q: @; O, c2 x3 M0 u5 W9 b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。+ q* \( T( g( c$ K6 a

" V- h- l# G: l6 y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。$ V4 r2 X9 l, P; Z V9 [& p3 U; k0 N- h
: C+ x$ ]& Y' j7 ~
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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 09:04
3 I) ]* U5 C- a2 H3 }! X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 ...

% I: e; y' j( O7 g& e1 T多谢兄弟支持!
$ ?/ M# c2 O' S6 d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。
" T u& n0 m5 i7 `" T; J
' c/ I+ I- _! ?. J3 w9 B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。' C( ~" ^5 P. o d2 T" x

& d) ]& Y. i1 ^3 b, U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。4 u! ^* f2 f5 n5 u j8 S

; b% F. U; q& b' L
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。
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$ @6 f2 ~- G7 l! X: K% M
二爻机械动力 发表于 2018-11-30 09:00
# c+ ~" z5 ^- R8 Q" P; Y不知道。我百度了一下,嗯,水平低看不太懂啊。 ' y( E# V( [- E1 m: s1 e+ a

2 r. @9 m; l: 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 ...

7 @6 j% q/ m* o0 h0 p路漫漫其修远兮。
( O, x2 m) J6 m ?. x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 J9 ?5 ~* R9 [5 ]5 k! Y8 |' Z$ v% b3 l. |" Q- ?) m9 ~/ ^# c$ z
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?. t" R5 b0 B5 ?, A+ K4 d6 o/ W) V( h

9 l3 L, g+ `( u3 o% [5 C4 C. ~. ]/ f& K3 \* t9 E
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?0 H8 P; j: B1 Q+ b. f" A' g9 C% W. Y
: p# K, R7 w. e; R0 c

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