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1、诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 基于人机交互的舵机机器人的运动控制分析 系部： 机械工程系 专业： 机械电子工程 学号： 112012302 学生： 指导教师（含职称）： （讲师） 1课题意义及目标本课题通过研究舵机机器人底层控制程序的控制策略，利用人机交互信号对机器人实现控制。2主要任务完成舵机机器人控制程序的学习，编写舵机机器人的控制程序，实现舵机机器人的特定运动。完成输入装置与舵机机器人接口的程序编写及控制，实现输入信号向舵机机器人各控制器的传输
2、。完成外部输入信号变换与舵机机器人运动的匹配，实现舵机机器人基于人机交互的自动运行。提交设计说明书一份，控制程序及运动仿真过程视频各一份。3主要参考资料1 濮良贵.机械设计 M.第八版.北京：高等教育出版社，2012.2 孙桓.机械原理 M.第七版.北京：高等教育出版社，2012.3 刘金琨.机器人控制系统的设计与MATLAB仿真M.北京：清华大学出版社，2008.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅文献，完成开题报告3月3日3月23日2完成舵机机器人控制程序的初步建立3月24日4月13日3完成外部信号输入系统与机器人的协同工作4月14日5月4日4完成分析、数据比较并撰写设计说明书5月
3、5日6月1日5提交及修改设计说明书，答辩6月2日6月22日审核人： 年 月 日基于人机交互的舵机机器人的运动控制分析摘 要：机器人历经了几十年的发展，现在已深入到人类的各个领域。机器人不但可以代替我们进行反复无聊的工作甚至危险工作，也可以代替人们进行高精度的工作。而双足机器人由于它独特的适应性和拟人性，成为了机器人领域的一个重要发展方向。通过对机器人进行相应的运动控制，可以实现机器人的复杂运动，因此对机器人的运动控制进行分析成为机器人研究的重要内容。本文应用Bioloid机器人套件组建双足舵机机器人。首先设计了机器人的本体结构，选择并使用了高效能，大扭矩，易定位的AX-12+舵机，配合各种套件
4、组装成一个可以平稳站立并行走，可以做出简单动作的机器人。使用RoboPlus软件中的RoboPlus Motion(动作编辑)来对各舵机进行编辑和存储特定动作，用RoboPlus Task(行为控制)执行已储存的动作档，使机器人可以独立完成特定动作，并针对RC-100控制手柄进行了程序编写，使舵机机器人根据RC-100发出的不同信号进行相应的动作，从而实现基于人机交互控制的舵机机器人运动。关键词：舵机机器人，人机交互，运动控制，RoboPlusMotion control of servo robot based on human-computer interactionAbstract：Af
5、ter decades of development, the robot has now gone into the various fields of human beings. The robot not only can replace the boring work and even dangerous work, but also can replace the high accuracy of the work. Because of its unique adaptability and the humanoid nature, biped robot has become a
6、n important developing direction in the robot field. By controlling the motion of the robot, it can realize the complex movement of the robot. Therefore, the robot motion control strategy is the important content of the robot research.This paper using the Bioloid to build a robot with two legs. Desi
7、gning the robot bodys structure at first,then selecting and using the AX-12+ servos that is high efficiency,high torque and easy position, with all suite assembled into a robot who can smooth standing and walking ,it can make simple movements also. Using RoboPlus software RoboPlus motion (motion edi
8、ting) to edit and store a specific action of the steering gear, and using RoboPlus task (control) executive action file stored so that the robot can independent action, and writing the RC-100 control handle of the program , the robot can correspond action according to the different signal from RC-10
9、0 issued, so it realizes the human-computer interaction control of the servo robot .Keywords: servo robot, human-computer interaction, motion control, RoboPlus目 录1 绪论11.2 机器人的发展史及发展趋势11.3 Bioloid套件21.3.1 Bioloid零件介绍21.3.2 Bioloid的丰富功能41.3.3 Bioloid使用时的注意事项51.4 论文的主要研究工作52 机器人控制系统硬件设计62.1 控制器CM-53062
10、.2 舵机的选择及工作原理82.2.1 舵机的选择82.2.2 舵机的工作原理92.2.3 AX-12+舵机的控制92.3 感应元件92.5 本章小结103 机机器人控制系统软件设计113.1 RoboPlus113.1.1 RoboPlus Task113.1.2 RoboPlus Motiom123.1.3 RoboPlus Manager133.2 烧录下载至控制器143.3 本章小结164 舵机机器人的行为控制174.1 舵机机器人信号的输入和输出174.2 行为控制逻辑（RoboPlus Task）174.3 RoboPlus Task的使用174.4 RoboPlus Task命令
11、语法194.5 Task函数变量204.6 控制器变量（Controller）214.7 RoboPlus Motion程序的编写234.8 RC-100控制手柄和手柄控制程序的编写244.8.1 RC-100控制手柄244.8.2 手柄控制程序的编写254.9 本章小结265 舵机机器人控制系统的总结与展望275.1 舵机机器人控制系统的总结275.2 舵机机器人控制系统的展望27参考文献29致 谢3132太原工业学院毕业设计1 绪论本章主要是介绍本课题的研究背景，然后简单介绍了当前国内外机器人的研究进展和主要发展趋势。最后介绍了本论文的主要研究工作。1.1 课题研究背景机器人自从20世纪出
12、现以后，经过几十年的发展改进，现在广泛应用在工业、建筑业、农业、医学和军事等领域。机器人用途广泛，他大到可以提升国家的军事水平，小到服务人们的日常生活。机器人不怕脏不怕累，不受工作环境的影响，可以做人类更精密的工作，因此在世界范围得到广泛应用。可以说机器人技术代表了一个国家的科技水平。人机交互机器人，即通过输入装置对机器人发出信号，机器人接收到信号以后并作出相应的动作，完成人机交互。目前应用最广泛的工业机器人就是通过计算机输入信号，对机器人进行运动控制，从而使机器人完成工作任务。1.2 机器人的发展史及发展趋势 机器人一词来源于捷克语robota，意思是强迫性劳动。一种看似人类的及其，能够模仿
13、人类的各种复杂动作，例如步行与劳动。公元1920年代捷克作家Karel Capek写的戏剧R.U.R（Rossums Universal Robots）中创造了机器人一词。然而在捷克语中Robota愿意为奴隶或被强迫工作者，翻译成英文，则变成Robot。40年代，美国橡树岭国家实验室研究出搬运核原料的遥控式主从机械手。50年代初，美国MIT发展的数控技术为机器人在控制方面做了准备。1961年Unimation公司生产的第一台工业机器人，取名为啊Unimate。1962年美国机械与铸造公司（AMF）试制出Versatran工业机器人，意思是多用途搬运机器人。60年代到70年代：机器人技术获得更进
14、步的发展。80年代，微电脑技术的提升推动了机器人技术发展，使机器人应用达到了新的水平。90年代，由于人工智能、微电脑技术和感应器迅速成长，使得机器人研究在高水平和高质行效率下进行。进入21世纪，未来的机器人技术将向着具有步行能力、环境自主性高、具有多种感觉能力的智能机器人方向发展1.3 Bioloid套件 Bioloid，是一种全方位的的机器人套件，能够根据使用者的想法，来组装出各种形态的机器人。Bioloid机器人教育套件，给人第一印象就是:像个积木。积木可以自由组合成任意的“实体”形态，但却不具备任何的思考能力。因此，Bioloid机器融合积木的优点（可以组装出各种实体形态，也可以无限扩充），并提供程序设计界面、控制器、智慧伺服马达与感测模块；通过整合应用，帮助设计出机器人的行为。此外，革命图控化的程序环境，大幅推翻旧有的设计形态；让程序设计不再枯燥乏味，反而更平易近人。Bioloid是由bil+all+droid三个单字所组成，意味着所有的生物，都能藉由机器人，具体化的表现出来。1.3.1 Bioloid零件介绍一套完整的Bioloid包括舵机、CM-530控制器，电池，控制手柄，各种组装套件和接线等组成，见图1.1。图1.1 Bioloid零件使用者可根据自己的想法，创作出多种机器人。比如感应式机械花、机械龟、机器恐龙、小型挖掘机
