
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Разработка системы управления антропоморфным роботом

Работа №	25018
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	автоматика и управление
Объем работы	88
Год сдачи	2018
Стоимость	4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	342

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 7
1 Описание комплекта Bioloid Premium Kit 8
1.1 Внешний вид Bioloid Premium 8
1.2 Комплекс технических средств 8
1.3 Функциональная схема робота и принципиальная электрическая
схема контроллера СМ-510 20
1.4 Анализ текущей системы управления роботом 21
1.5 Постановка задачи ВКР 26
2 Разработка модели робота 27
2.1 Системы координат Денавита-Хартенберга 27
2.2 Динамическая модель робота 31
2.3 Базовые принципы управления антропоморфными механизмами 35
3 Разработка экстремального регулятора 38
3.1 Аспекты экстремального регулирования для задачи стабилизации
походки робота 38
3.2 Синтез экстремального регулятора в системе MatLAB 41
3.3 Выбор недостающего оборудования для реализации СЭУ 44
4 Исследование возможности применения нечеткого регулятора походки
робота 46
4.1 Теория нечетких множеств 46
4.2 Устройство нечеткой системы управления 49
4.3 Синтез нечеткого регулятора 50
4.4 Исследование полученных результатов 57
5 Экспериментальные исследования 61
5.1 Исследование на модели 61
5.2 Рекомендации по совершенствованию системы управления 68
6 Экономическое обоснование проекта 69
6.1 Расчет затрат на основное оборудование и программное обеспечение.... 69
6.2 Расчет фонда заработной платы разработчикам 70
6.3 Затраты на амортизацию оборудования 72
6.4 Расходы на аренду помещения 72
6.5 Смета затрат 73
6.6 Выводы по разделу 73
7 Безопасность и экологичность проекта 74
7.1 Безопасность элементов робототехнических комплектов 75
7.1.1. Корпусные и крепежные элементы 75
7.1.2. Сервоприводы 75
7.1.3. Бортовые контроллеры 76
7.1.4. Аккумуляторные батареи 76
7.1.5. Зарядные устройства 77
7.1.6. Кабели 77
7.1.7. Датчики, приемники и передатчики беспроводного сигнала 78
7.2 Безопасность исходных материалов 78
7.3 Механизация и автоматизация технологических операций 79
7.4 Безопасность органов управления 79
7.5 Безопасность средств защиты, входящих в конструкцию 79
7.6 Безопасность при монтажных и ремонтных работах 80
7.7 Безопасность при транспортировке и хранении 80
7.8 Безопасность при размещении 81
7.9 Требования безопасности к профессиональному отбору 81
7.10 Пожарная безопасность 81
7.11 Контроль выполнения требований безопасности 81
7.12 Безопасность при чрезвычайных ситуациях 82
7.13 Экологическая безопасность робототехнических комплектов 82
7.14 Выводы по разделу 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение

На сегодняшний день разработка мобильных систем, которые могут работать в среде, представляющей опасность для жизни и/или здоровья человека, является важной научно-технической задачей (проблемой). Одним из видов таких систем являются шагающие роботы. В задачах перемещения по пересеченной местности шагающие роботы являются достаточно актуальными. Колесные мобильные роботы лишь частично решает проблему передвижения, так как для их использования нужна гладкая опорная поверхность. В этом свете шагающие роботы имеют значительные преимущества перед колесными машинами, в отличие от которых шагающие роботы при движении используют для опоры лишь некоторые точки на поверхности, что дает им широкие возможности для прохождения территорией со сложной геометрией.
Указанные достоинства шагающего робота определяют его высокую сложность. Большое число управляемых степеней свободы аппарата требует сложной компоновки и разработки высокоэффективных приводов. Система управления должна обеспечить обработку информации о местности, принятие решений о характере движения, контроль над их реализацией.
Среди шагающих роботов следует отдельно выделить двуногих роботов. С точки зрения достижения устойчивой походки эти роботы являются самым сложным классом шагающих механизмов, так как имеют наименьшую область контакта с землей. Двуногие роботы бывают самых разных размеров и назначений. Рассматриваемый в работе робот Bioloid является примером роботов, предназначенных для развлекательных и образовательных целей. Они поставляются вместе с программным обеспечением, позволяющим программировать их движения и поведение, которое, однако, не даёт возможность адаптироваться к внешним возмущениям.
В ходе дипломного проектирования была разработана модель экстремального регулятора, удерживающего робота в равновесии при действии возмущающего воздействия.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

В ходе дипломного проектирования были решены поставленные задачи, а именно были проанализированы возможности робототехнического комплекта Bioloid Premium Kit, разработаны математическая модель антропоморфного робота Bioloid, одномерный экстремальный регулятор балансирования на месте, нечеткий регулятор походки робота.
Было приведено технико-экономическое обоснование проекта, которое показало, что основные расходы связаны с приобретением оборудования и программного обеспечения.
Безопасность и экологичность проекта соответствует нормам и стандартам, установленным в Российской Федерации.

Литература

1. Документация к робототехническому комплекту Bioloid Premium Kit
[электронный ресурс] - режим доступа:
http: //support.robotis. com/en/techsupport_eng.htm
2. Документация к микроконтроллеру АТтеда2561[электронный ресурс] - режим доступа: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel- 2549-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega640-1280-1281-2560- 2561_datasheet.pdf
3. Фу К. Робототехника: пер. с англ. / Фу К., Гонсалес Р., Ли К. - М.: Мир, 1989. - 624с., ил.
4. Giles D. Wood and D.C. Kennedy: Simulating Mechanical Systems in
Simulink with SimMechanics (MathWorks Inc., 2003) [электронный ресурс] - режим доступа:
http: //www.mathworks .com/matlabcentral/fx_files/2871/1/SimMechanics.pdf
5. Вукобратович M. Шагающие роботы и антропоморфные механизмы: монография - Москва; пер. с англ. А.Ю.Шнейдера; под ред. В.С.Гурфинкел. - М.: Мир, 1976 - 494 с.
6. Evolution of Walking Technology [электронный ресурс] - режим доступа: http://world.honda.com/ASIMO/historv/technology1.html
7. Масальский Г.Б. Математические основы кибернетики. Основы идентификации систем управления: уч.-метод. Пособие [электронный ресурс] - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014 - 238 с.
8. Лукашев А.А. Разработка и исследование моделей антропоморфных роботов «Bioloid» и «Robobuilder»: дипломный проект - Красноярск, Сиб. федер. ун-т, 2015
9. Arno Mensink. Characterization and modeling of a Dynamixel servo. - EEMCS / Electrical Engineering Control Engineering. - 2008. - 33c.
10. Документация к резистивному датчику FSR 400 [электронный ресурс] -
режим доступа:
https://cdn2.hubspot.net/hubfs/3899023/Interlinkelectronics%20November20 17/Docs/Datasheet_FSR.pdf
11. Рутковская Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы / Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 452 с.
12. Организация производства и менеджмент: Курс лекций / Л. И. Канафодская. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. - 140 с.
13. Безопасность и экологичность проекта: метод. указания / сост.: Т. В. Игнатенко. - Красноярск: ИПК СФУ, 2009. - 40 с.
14. Федеральный закон № 123 от 22.07.2008 г. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности.
15. ГОСТ 12.0.001 ССБТ. Основные положения
ГОСТ 12.0.003 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы классификации
ГОСТ 12.0.004 ССБТ. Организация обучения безопасности труда. Общие положения
ГОСТ 12.1.004 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.007 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.010 ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.018 ССБТ. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования
ГОСТ 12.1.019 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.

ГОСТ 12.2.064 ССБТ. Органы управления производственным оборудованием. Общие требования безопасности.
ГОСТ 12.3.002 ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности
ГОСТ 2.601 ЕСКД. Эксплуатационные документы
ГОСТ 2.602 ЕСКД. Ремонтные документы
СНиП 31.01.03 Здания жилые многоквартирные
СНиП 3.05.06 Электротехнические устройства
СНиП 3.05.07 Системы автоматизации