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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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 楼主| 发表于 2018-11-29 12:49:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 二爻机械动力 于 2018-11-29 12:52 编辑 & ?+ t1 l0 A. E4 S' ?' G1 O0 w7 Z) ?
* I* U* S/ o& l6 I1 q
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?8 x7 X% r9 e7 i0 ]! v* v1 u- Q) |
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。
1 t+ A# m; A1 K. r

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 楼主| 发表于 2018-11-29 13:02:17 | 显示全部楼层
畅想一下啊,第一步做一个会跟着逛街的机器人。
  z  U7 L) N6 q- |/ E7 M( Y+ v然后,接上语音模块,比如小爱2000版。: ?4 q: s0 |) m! E
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。
3 o# T) e3 F# q# @, K' c
发表于 2018-11-29 16:54:06 | 显示全部楼层
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
发表于 2018-11-30 00:44:20 | 显示全部楼层
楼主知道 倒立摆 这东西吗?* w1 P  B+ P" o9 b

2 W# ?; T6 U( H0 [; x/ f% h) c% Q

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喂我袋盐 + 1

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 楼主| 发表于 2018-11-30 09:00:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 二爻机械动力 于 2018-11-30 09:05 编辑
, x+ w/ O7 G$ h( ]
pengjc2001 发表于 2018-11-30 00:44' K" b2 {# Y$ e
楼主知道 倒立摆 这东西吗?
# d0 U  }# \9 ~; B2 U
不知道。我百度了一下,嗯,水平低看不太懂啊。" h  B/ q; _9 ^' k
' W- C0 ~* @1 O/ J. w# M0 T) t$ x1 y9 u
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 K2 i, ~$ b( u$ z
( `/ x0 d- m5 D; x8 y: l+ J  q
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。" _# @+ B6 S/ K1 \; d$ U) E
: i; }5 U9 b3 C) E; v& u1 n
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) O  ?6 A% M" ?) S! |, s" V# f1 I$ p
- F3 R3 H0 h. l$ [7 f% l% u0 a2 ]* }
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)
  [: v# ^" {8 u% d/ a9 H1 V2 ]5 h
3 ?' b5 r* }% W: a+ b, U
  o# Y+ D/ l8 Z; M- r
% K) U+ v" w3 C2 T" r5 t+ c  Z' r, q( C' Y8 Z
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)+ Y( Z% E1 X7 h" K9 l& ^
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。. E2 \' T/ {3 _/ j+ p6 P: z/ u
/ v; w9 N/ d6 K! W  `/ t& p% I$ g, Z
- G: \  ~7 v, _3 c

5 F0 C/ v& V/ {1 S, p
  O4 o& a/ u% b0 W  ~% p0 k1 ?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。" P. D: p" w9 I5 X* z' D

" a+ q/ z/ ~3 a4 x. N这三种控制中最重要的就是自动控制部分。. z1 P- R; J+ ~. V
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。7 t' z3 E4 X: h6 b1 N" {

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发表于 2018-11-30 09:04:24 | 显示全部楼层
机械——菜鸟 发表于 2018-11-28 08:53
; b6 I# b1 v# f" e" Y; I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 ...

/ W3 t0 s' b3 s! N( e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
 楼主| 发表于 2018-11-30 09:53:18 | 显示全部楼层
鞠躬和背后一击的区别9 y0 d4 X; ^$ G  j* y

* \/ j! V- H- r) f( F0 U5 Z5 k& G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?+ I" H7 M! ?9 G

& K0 s9 D8 {- Q* g3 S. j# K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 V: n9 c/ e: n+ P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。
* W" `: X2 M! G9 e+ w% U) n1 P' P7 Y$ Q" k- j; ]
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。
2 X. H' T3 T1 z4 ?4 l4 D
0 M5 g( C9 k& D, }$ v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。
. T4 ?- X+ G  a: ?& X% P& e1 k; P4 T5 y6 k
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。- I8 s) A1 t$ g  S* k% r( `0 g
  e& P4 H8 M: s0 F
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。
! l, f; j: Z, ?' q9 v3 G
  ?, ]% b* S: l* [4 {' Y
 楼主| 发表于 2018-11-30 10:42:45 | 显示全部楼层
莫非空 发表于 2018-11-30 09:047 {* F# @: |7 `2 s- Z& ?
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 ...

- g* V" z# \4 n) W) i多谢兄弟支持!
# p8 T* d" k* {4 _; C' n8 i9 }# M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。4 f; q5 V: Y3 t

! ~. M" G9 f# w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。: l- R8 j# J) h

4 V' z9 E5 [% k( N2 Q# D& R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。( a! V% D6 v9 k- H2 I

/ W3 G+ d3 t9 {8 A
发表于 2018-12-4 10:42:08 | 显示全部楼层
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。
发表于 2018-12-4 11:53:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 pengjc2001 于 2018-12-4 12:00 编辑
6 l% d. X$ R/ \
二爻机械动力 发表于 2018-11-30 09:000 {0 b1 B5 }. G3 T& _
不知道。我百度了一下,嗯,水平低看不太懂啊。
# |+ K3 x1 Q- Z& A0 T* s3 c8 i0 e8 G9 p4 Y3 t+ |
什么非线性数学,上学的时候老师讲到非线性的时候直接 ...
( ?* b1 M, `2 ^
路漫漫其修远兮。+ t) n9 p6 T. [0 {  ]
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。
8 C% D: C6 \6 M0 }7 y+ _9 A' H6 q6 B8 F- h$ I9 ]% {
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?   
: z1 W$ F! \8 \. H. f* \* O5 |% l0 F0 z% a/ H

8 D# S: u+ Z8 p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?
, o5 d8 f* g- o
6 j: I- v) B4 K+ A

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threetigher + 1 热心助人,专业精湛!

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