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文档简介

仿人服务机器人设计与开发仿人服务机器人是指其外表与人类相似,并可以进行简单的人类行为的机器人。在国内外机器人大潮里,仿人服务机器人作为服务机器人的一种,具有较大的研究与应用价值。与传统的工业机器人相比,其具有提高生活质量,减少服务类工作岗位和能与人进行沟通等优点。因此仿人服务机器人有望在实际生活中得到大量应用,从而服务于人类与社会。但就国内外的研究现状而言,关于仿人服务机器人的研究缺乏成本的控制,往往导致成本过高,以及所设计的机器人仿真度不高,完整的仿人服务机器人设计与控制相对较少。因此,本文针对以上国内外的研究不足之处,研发了一款具有极具有性价比的高仿真度仿人服务机器人,所设计的软硬件系统满足基本满足完成简单的人类行为。本文根据人体骨骼构造形式,对仿人服务机器人进行了机械结构的设计,然后对机械手臂进行运动学的分析,并对软硬件系统进行设计与搭建,最后对整个样机进行调试控制。主要内容包括:(1)分析著名的恐怖谷理论以及人体骨骼构造形式,对仿人服务机器人的机械本体进行设计。本体设计中主要包括三大部分:头部、双手臂、躯干。仿人服务机器人的头部具有五自由度,分别可以实现眨眼、转眼珠、嘴巴开合、转头、头部俯仰。仿人服务机器人的单只手臂具有六自由度,可以基本实现人类绝大部分的手臂肢体语言。躯干部分包括弯腰自由度和稳固的底座。(2)根据前面设计的机械手臂进行运动学分析。机器人手臂是通过串联而成的六轴机械臂,具有一般的工业机械臂特性。根据机械臂的设计,建立了D-H参数,然后推导了机械臂的正运动学,最后基于蒙特卡洛算法求出机械手臂的工作空间。(3)根据Modbus通信协议,设计了机器人软硬件平台。软件主要分为两部分:上位机与下位机STM32控制程序。上位机可以通过向下位机发送命令指令从而控制仿人服务机器人完成相应的控制。硬件主要是搭建了整个系统的硬件系统。(4)根据整个仿人服务机器人系统,进行了初步的调试。通过调试,

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