具有面部表情的仿人型机器人民族乐队

当今家庭娱乐机器人的发展迅速,介绍一支可实现非键盘式乐器的真实演奏机器人女子民族乐队.3个机器人乐手具有极高的拟人外形,分别由中阮、扬琴和葫芦丝机器人乐手所组成.3个机器人乐手可进行独奏及合奏的方式进行演奏,葫芦丝机器人可实现示教再现演奏.机器人乐手具有仿人面部表情,可实现多种舞台面部表情.中国上海2010年世博会成功展示表明:该机器人女子民族乐队设计新颖、运行稳定,在机器人乐器演奏方面展示了较高的设计和技术水平.     

机器人人脸表情识别技术研究

随着服务机器人智能化程度不断提高,基于表情识别的人机交互技术已逐渐成为研究热点。相对于语音和手势,表情交互在服务机器人多方式人机交互中的地位无可替代,例如对于行动或语言能力有缺陷的病人,机器人理解其面部表情则成为最主要的交互方式。本文面向室内环境下人机交互需求,基于机器人单目摄像头获取视频信息,提出了层次化的面部检测及表情识别系统,分别就该系统的两个关键环节:人脸检测定位与跟踪;表情特征提取与分类开展了深入研究,开发出具有较高实时性及识别率的面部表情识别系统。因此服务机器人具备面部表情识别功能,对实现人性化、自然化和智能化的人机交互有着重要作用。     

基于移动互联网的情感表达仿人机器人遥操作系统（英文）

本文设计了一种基于移动互联网的家居服务仿人机器人遥操作系统。系统通过云服务平台传输操作者控制命令。机器人在远端执行动作再现操作者的姿态。系统使用两种运动捕捉系统获取操作者情感动作,进而生成控制命令。本文使用小型仿人机器人,具有3个自由度双臂和4轮底盘,可作为操作者的"代理"完成情感表达动作,比如握手、拥抱等。文中通过实验验证了系统的有效性。     

仿人机器人关节驱动微型伺服系统

用于仿人机器人关节驱动的微型伺服系统目前完全依赖进口.基于分析微型伺服系统各部件的发展现状与技术特点,研制了一款适用于仿人机器人关节驱动的国产伺服系统,包括永磁无刷伺服电机、巨磁阻编码器、高功率密度驱动模块以及通讯单元.通过与国内仿人机器人研究单位常用的几款进口伺服系统进行对比,验证所研制的微型伺服系统满足仿人机器人关...     

基于痛苦表情识别的智能医疗监护系统

报道了一种基于痛苦表情识别的智能医疗监护系统。该系统除了包含现有的自助按铃以及生理数据监控以外,首次将痛苦表情识别引入了医疗监护系统,增加了一种利用摄像头识别被监护者表情,通过面部特征点变化(皱眉时,眉间距变化)判断其是否需要医护人员帮助的新型监护方式,从而实现手动按钮-自助报警、生理数据-自动报警、表情识别-智能报警这3种报警方式于一体的智能监护系统。测试结果表明,该系统能准确识别被监护者表情变化并立即发出报警信号,解决了被监护者痛苦时的急切的监护需求,甚至还因及时预警从而增加了抢救时间,为患者提供了多重安全防护。     

基于单片机的围棋机器人驱动模块设计

本文介绍了一种新型的下围棋的娱乐机器人系统的驱动模块的软硬件设计。该驱动模块以AT89C51单片机为核心，通过串口通讯接收上位机指令，控制机器人执行机构的动作，成功实现了落提子功能。     

基于AVR的比赛机器人控制系统研究

提出了一种基于AVR单片机Atmega8为核心控制器的比赛机器人控制系统,通过比赛机器人的特征分析,阐述了构成控制系统所需的主控单元、电机驱动单元、传感检测单元及LCD显示单元,其中详细分析了以MCBL3006S为核心的伺服电机驱动单元,以及关系比赛机器人基本功能实现的循线传感系统及避障传感系统,并给出部分程序.最后通过实践表明,该控制系统开放性好、结构简单、编程容易、智能并高效.     

基于仿人机器人伺服关节步态实验研究

讨论了仿人机器人采用伺服电机作为驱动时所需步态的特征,对不同人的走和跑等步态设计了相应的实验,通过测试仪器获得相应数据。通过分析得到了相应的运动特征,为仿人机器人的伺服电机选型提供了指导,为仿人机器人的步态研究提供了指导和参考。     

基于计算机串口通信的机械臂运动控制

多关节机械臂在工业自动化中有着广泛的应用.主要介绍了多关节机械臂系统的原理及实现,阐述了本系统的控制系统的硬件设计,上位计算机与单片机的串口的实现.单片机通过串口接收来自上位机的运动控制指令,并将运动控制指令转换成步进电机控制脉冲和控制电平,然后将其输出到步进电机驱动单元,可实现多关节机械臂的各种运动控制.     

仿肌肉驱动器及其在仿生机器人中的应用

仿肌肉驱动器是模拟动物肌肉工作原理的新型驱动装置,因其和动物肌肉相似的特点,得到了广泛的应用.对国内外仿肌肉驱动器的研究和开发,从制作材料和机械装置、结构仿生、控制仿生和在不同类型运动仿生机器人中的应用等方面进行总结和概述,并提出仿肌肉驱动器未来的发展趋势.     

基于DSP管道机器人控制系统设计

实现了一个基于运动控制芯片TMS320F28335的管道机器人控制系统,该开放式运动控制系统以PC机＋DSP运动控制器为核心,通过RS-485串行通信完成两者之间的通信,较好地实现了机器人的实时控制和图像采集。介绍了机器人机械系统结构、控制系统硬件组成和软件设计。     

CAN总线在两足步行机器人控制系统中的应用

介绍了一种适用于多轴运动控制的通信系统———CAN总线 ,它的通信速率高 ,实时性好 ,非常适合机器人各关节轴的协调运动控制 ,便于构成分布式的运动控制结构。给出了一个将CAN总线应用于两足步行机器人控制系统的实例 ,并分析了它的优点。     

五连杆机器人震源药柱装箱生产线控制系统

由武汉人天公司研制的机器人装置在震源药柱装箱应用中的控制系统设计。基于该机器人装置具备占地小、装箱速度快、装箱方式灵活等优点,运动控制是震源药柱装箱自动化生产的一种优秀的解决方案,相应的控制系统需要实现两轴的五连杆运动控制及配套设备的联动功能。     

Motion of control of a multijoint robot based on a robust velocity controller

This paper proposes a simple and robust robot motion control method using a robust velocity controller. The robust velocity controller is based on H^∞ control theory, and is called H^∞ velocity controller. The H^∞ velocity controller based motion control method is completely equivalent to the robust acceleration control method using the H^∞ acceleration controller, but it has simpler structure. Therefore, the proposed system can realize a fine robot motion control easily. To confirm the validity of the proposed method, this paper realizes the hybrid control of position and force for a multijoint robot manipulator. Further, the simple realization of hybrid control is proposed considering the attitude of the robot manipulator. This system achieves hybrid control of position and force of the robot manipulator while maintaining a perpendicular attitude to the target environment. The experimental results in this paper show that the proposed system has the desired force and position response to the target environment. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 118 (4): 58–69, 1997     

Autonomous mobile robot based on behavior decision skill and control skill of the operator

This paper introduces a human skill base control algorithm using artificial neural networks and fuzzy reasoning for an autonomous mobile robot. Neural networks are used to select a suitable motion control pattern in actual environments. The back propagation algorithm adjusts the weights of the neural networks so that the selected motion control pattern corresponds to the action, which is obtained by the operator's behavior decision skill. To realize the selected motion control pattern, the orientation angle and the speed of the mobile robot are determined by fuzzy reasoning in which fuzzy rules are also automatically tuned so as to simulate the operator's control skill. We have implemented and tested the proposed control algorithm on an autonomous mobile robot and some experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed control algorithm for the autonomous mobile robot. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 131(2): 30–39, 2000     

两足辅助行走机器人步态控制

智能两足辅助行走机器人,可以辅助残疾人在复杂环境中进行仿人行走.介绍了该机器人的机构和控制系统硬件,在机器人系统的步态特性基础上建立了人机一体的运动模型.运用零力矩点（ZMP）理论规划了机器人的行走步态,提出了局部步态调整与人体主动补偿运动相结合的实时步态稳定性控制策略.通过仿真实验对该控制策略进行了验证和分析.     

变电站室内柔索驱动巡检机器人系统设计与运动学分析

针对变电站室内巡检机器人在复杂场景下运动系统误差大导致巡检点位覆盖范围窄的问题,提出一种柔索驱动巡检机器人系统方案。综合考虑变电站巡检路线特点,从伺服驱动系统、运动控制系统和机器视觉系统三个方面进行了巡检机器人的系统硬件设计,并从运动控制软件和视觉系统软件进行了系统软件设计。同时建立柔性承载机构的运动学模型,采用该模型进行了水平和垂直定点巡检轨迹仿真。经南方电网某66 kV变电站示范应用表明,所设计的柔索驱动巡检机器人水平与垂直运动误差可控制在0.03 mm内,有效提高了运动系统精度,在变电站室内巡检中应用前景广阔。     

连续型结肠镜机器人多电机控制系统设计

连续型结肠镜机器人在结构上分为5节,每节各具有2个自由度,分别由2个直流伺服电机实现.在分析了连续型结肠镜机器人机械结构的基础上,设计了采用两级分布式结构的控制系统,其上层结构为PC机,采用由VC ++6.0与OPGL联合开发的基于Windows平台的软件系统;下层结构由基于DSP芯片的电机运动控制器和以LMD 18200为核心的电机驱动器组成;上、下层结构之间通过CAN总线进行通讯.最后进行了原理样机弯曲实验,以验证了控制系统的可行性.     

Control of biped walking robot for human living environment

This paper introduces biped robot adaptation to human living environment from viewpoints of battery operation time extension and environmental recognition. These issues are important when robots actually work at home. First, in order to extend battery operation time, we propose energy-saving bipedal locomotion gait. The problem is formulated as an optimal control problem, which is conventionally hard to solve when a target system is complicated. In this paper, partial derivatives appeared in optimal control problem are implicitly represented by using automatic differentiation technique. This approach enables complicated optimal control problem solvable. In combination with receding horizon control, its computation cost is also reduced. Second, we introduce the biped walk tracking based on the camera image mounted on the walking robot, and the visual servoing by the posture change for the purpose of the target image tracking in the camera frame. We propose a new control law to track the rotated target object using the characteristic of the walking, which considered the interference between translational motion and rotational motion. The decoupling is realized by simulations and experiments. As a result, the walking robot tracked the translated and rotated target object without a practical issue. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

悬臂式前列腺粒子植入机器人重力矩平衡分析及实验研究

前列腺癌是男性泌尿系统最常见的恶性肿瘤,经会阴前列腺癌放射性粒子植入对于器官局限的早期低危前列腺癌是安全有效的治疗手段。传统的粒子植入手术是由医生手动完成的,由于手工操作的不确定性很难保证粒子植入的定位精度。提出采用机器人实现粒子植入手术,利用机器人的位姿精确控制能力解决手工操作不确定性导致的定位精度低的问题。进行了悬臂式粒子植入机器人的设计,由于悬臂结构产生的重力矩在工作时对机器人的运动稳定性产生影响,在对力平衡机构分析的基础上,在大小臂的回转关节处设计了十字交叉双弹簧平衡机构来平衡悬臂产生的重力矩,建立了悬臂式前列腺粒子植入机器人重力矩平衡的数学模型。利用Solidworks/Motion模块对引入十字交叉双弹簧平衡机构的悬臂式前列腺粒子植入机器人进行了运动仿真。基于悬臂式前列腺粒子植入机器人实验系统,分别进行了末端水平负载1 kg、竖直负载1 kg和水平竖直复合负载各1 kg情况下的平衡实验,实验和仿真结果表明悬臂式前列腺粒子植入机器人达到了设计时的预期目标,实现了重力矩的平衡。