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仿人形机器人头部的结构和控制的研究

董方  
【摘要】:仿人形机器人就是人类自我探索梦想的集中体现。人类对仿人形机器人的研究,并不是为了单纯的制造出人类自我,更重要的是在这个过程中,人类的科学技术水平随着梦想的一步一步实现而提高。 本文在仿人形机器人头部的结构、听觉和控制方面开展研究工作,论文的主要研究内容是:对仿人形机器人头部结构的几种实现方法进行了概括总结,确定了本课题所使用的方案,即采用颈部三自由度、颚部一个自由度的方案。并在能够实现自由度的条件下对几种可能性结构方案进行了比较,最后综合几种方案的特点提出了自己的结构方案,用比较简单的“万向节”的结构来实现所需要的运动,并根据结构方案完成加工图纸,并装配调试使用;声音定位方面,采用计算机声卡和驻极体话筒进行声音信号的采集,并且依靠DirectSound控件,对两路声音信号进行相关分析,最终确定声源的方向。本文编写了相应的软件并做了大量的试验,取得了一些成果;对于仿人形机器人头部的控制,使用伺服电机和多轴控制卡的控制方法。确定了采用PID控制所需的控制参数。在VC环境下编制了控制程序,并进行了大量的试验来协调反馈通路和命令通路的精度和准确性,实现了在可视化界面下进行电机角度的精确控制。


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