多功能小型交互机器人系统设计与运动控制研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:carboy123
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科技的进步极大地推动了机器人技术的发展,服务机器人已经成为机器人发展的重要方向。机器人适合长时间从事多次重复的工作,执行相对固定的命令。企业大厅和会展中心展台这类场合有反复重复的讲解工作需要做,而机器人正适合此工作。然而,目前的机器人大都由于高昂的价格没有较好的推广使用,或是由于功能太单一而没法满足人们对机器人多功能的需求。  交互是机器人发展的一个新方向,是机器人与人沟通最为有效,便捷的方式。目前的娱乐机器人大多有交互功能,但是交互形式单一,大多只是提供娱乐性质的交互,而且多为语音交互模式。这就限制了机器人服务于其它行业领域,如企业大厅和会展中心这些场合。  针对以上问题,本课题以娱乐和展示服务为应用目的,进行了多功能小型交互机器人的系统设计和运动控制相关技术的研究。  首先,采用基于Linux操作系统的Arm9处理器平台作为控制系统,并使用低成本的驱动电机、控制器和超声等实现平台的自主移动。机器人上身结构采用数字伺服舵机作为驱动装置,使手臂和头部关节能实现一些简单的拟人动作。本设计避开了传统的类人形而采用可爱新颖的外型设计,以增强交互的效果。  其次,对机器人做了运动学相关分析,并研制出一台机器人样机。在各种设备调试完成后进行了系统集成,编写了移动平台的运动控制程序,进行了简单的导航实验。  然后,针对机器人的应用,采用语音交互、体感交互和RFID交互三种交互形式,并结合播放器和手臂头部的运动增强机器人的展示、娱乐效果。  最后,针对移动机器人需要反复充电的问题,调研了自动充电的相关应用和技术现状,提出了一套可广泛适用于轮式移动机器人的并具有定位矫正功能的自动充电系统的设计方案。
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