导读:本文包含了体操机器人论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:机器人,体操,动力学,模型,建模,自由体操,团体操。
体操机器人论文文献综述
邢倩,胡现波[1]（2019）在《用于自由体操机器人的舵机PWM控制技术实现》一文中研究指出自由体操机器人是比较灵活的一种仿人机器人,具有明显的类人特征,可根据指令程序完成一系列高难度的体操动作。本文讨论的内容是一种用于自由体操机器人的舵机PWM控制技术,它基于优化之后的程序来实现,通过结合定时器和中断程序来确保可以同时、精准地控制每个舵机,进而大幅度地提升自由体操机器人的稳定性和动作的准确性。(本文来源于《自动化技术与应用》期刊2019年07期）
王维[2]（2018）在《一种欠驱动体操机器人的研制》一文中研究指出体操机器人是娱乐机器人中的一种,它参照体操运动员的外形和动作而设计,能够在单杠上完成摆起、大回环等动作。它不仅在视觉上给人一种震撼的效果,还能激发学生们的学习乐趣。从理论上讲,体操机器人属于欠驱动系统,其独立控制的输入变量小于机器人的自由度,这种特性使其在提高系统灵活性、降低能耗和减轻系统重量等方面具有优势。体操机器人不仅具有娱乐价值,在体操教学以及欠驱动理论研究方面同样发挥重要的作用。首先,本文对体操机器人的上杠、摆起和大回环等动作进行了规划,以人体形态为模仿对象,设计了一款仿人形的体操机器人。由于机器人在单杠上需要完成360°连续旋转,故需携带独立电源。另外,机器人内部空间有限,故需考虑电机、控制器、电源和线路等布置。手爪相当于被动关节,在机器人连续运动中起着关键性的作用,设计时需要考虑手爪的可靠性、容错性以及开合速度。本文所设计的手爪为一单关节合拢机构,结构紧凑、简单可靠,满足研制要求。由于手爪受力条件较差,运用ANSYS软件对其进行了应力分析。在结构和机构设计的基础上,完成了主动关节电机驱动控制器、传感电路以及电源保护电路的设计,实现了无线指令传输。在上述基础上,构建了整个体操机器人系统。其次,将设计好的体操机器人进行抽象简化,采用拉格朗日方程建立了机器人的动力学模型。根据角动量守恒和抛体运动规律建立了体操机器人双手离杠的空中动力学方程。然后在Matlab/Simulink平台上搭建了体操机器人的动力学仿真模块,并实现了运动仿真分析,最后通过成熟的ADAMS软件对上述数学仿真结果进行了验证。最后,对Spong提出的部分反馈线性化控制算法进行了改进,建立了相应的Simulink仿真模型,对算法进行了分析;接下来,搭建了实验平台,完成了体操机器人的摆起和大回环运动控制实验。实验结果表明,该体操机器人设计合理,控制具有鲁棒性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
孙成安[3]（2018）在《体操机器人摆起和倒立平衡的控制研究》一文中研究指出体操机器人是根据仿生思想而设计的一种教学娱乐用机器人,它的驱动装置数目通常比自身的自由度数目要少,因而是欠驱动机器人。欠驱动系统具有高度非线性、时变和强耦合的特点,在控制方面具有很大的挑战;具有成本低、重量轻的特点,可以应用在航空航天等对能量消耗有严格要求的领域,前景非常广阔。因而,欠驱动系统的控制研究具有重要的理论和应用价值。首先,本文在查阅了大量国内外关于体操机器人文献的基础上,将Acrobot机器人模型作为研究欠驱动系统控制问题的一个重要参考,采用Lagrange方程建立了所研究体操机器人的动力学模型,并对其所要完成的摆起和大回环动作进行了分析,分析结果表明在运动过程中机器人手爪的受力最大。在此分析基础上利用ANSYS软件对手爪受力状态进行了应力分析。体操机器人的动力学模型在Matlab/Simulink平台上完成,其正确性通过数学仿真得以验证。其次,推导了体操机器人的摇起、大回环和倒立平衡控制算法。根据哈密顿方程证明其运动控制不能使用线性思维进行研究;本文采用了两种不同算法用于实现摇起控制,这两个算法都是基于部分反馈线性化而提出的,它们设计理念是相同的,那就是均利用积分反演的方式。倒立平衡问题是把动力学方程在倒立平衡的位置进行近似线性化,并判断方程的可控性,然后采用LQR算法对各个参数计算。再次,根据体操机器人实物动力学模型及上述控制算法,在Matlab/Simulink及ADAMS中对部分反馈线性化方法进行了数学和机构仿真分析,可以看出,在主动关节摇起过程中体操机器人的能量得以蓄积,重心不断提升,实现了机器人的倒立平衡,完成了机器人的大回环运动。同时,也获得了主动关节的力矩曲线,从而方便电机的选型。最后,搭建实物平台,并在平台上利用前述控制方法完成体操机器人的摇起及大回环控制实验。实验结果表明本文设计的控制算法可以实现预期设定的体操动作。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
马艺绮,徐小婷,张怡,顾逸飞,侯静霞[4]（2018）在《基于五禽戏的体操机器人仿生动作设计》一文中研究指出介绍了体操机器人竞赛平台的特点,阐述了体操机器人的机械结构、驱动环节、控制环节、上位机软件的基本组成和工作原理,在此基础上创造性地将华佗五禽戏养生功法融入竞技体操比赛项目自编动作创作过程中,传承了中华民族1800多年的智慧结晶。仿生动作设计充分展现出了丰富的传统文化、人机互动的趣味和对大自然的情感意象,赋予了体操机器人更人性化的优点,增强了人们对人工智能的探索与学习欲望。结果表明,体操机器人仿生效果良好,获得了竞技体操比赛项目特等奖,同时也培养了团队实践能力和创新思维能力。(本文来源于《科技创新与生产力》期刊2018年01期）
张明昊[5]（2017）在《高低杠体操机器人轨迹规划算法及仿真研究》一文中研究指出随着机器人技术的不断发展,娱乐机器人顺势而起。娱乐机器人是通过对一般机器人进行一些拟人化的外形改造、硬件设计并同时运用相关娱乐形式进行软件开发而得到的一种用途广泛、形式多样的服务型机器人。娱乐机器人具有广阔的市场前景,面临巨大的产业发展机会。体操机器人作为一种典型的娱乐机器人,具有较高级的表现形式,而本课题所研究的高低杠体操机器人动作连贯、程序紧凑,将使机器人娱乐提升到新的高度,给观众带来全新的视觉体验。首先,本文在对比分析国内外体操机器人的基础上,设计了一种体操机器人构型,其对质心位置不需作特殊要求;接下来给出了该机器人的典型体操动作序列,分析了两侧手爪不同状态(均闭合、均张开及单侧闭合)下的自由度;建立了体操机器人的动力学模型,对模型进行了求解并在虚拟样机环境中进行了仿真验证。其次,基于遗传算法对体操机器人进行了离线规划,建立了关于角速度的优化模型,实现了对体操机器人关节运动轨迹的整体规划。基于SIP算法设计了一种在线轨迹规划算法,其结合前述离线算法的轨迹结果可以极大减少规划过程的计算量。对上述两种规划方法的仿真验证表明离线算法能够完成较复杂的规划任务,在线算法的计算量较少,可以满足轨迹规划要求。最后,针对体操机器人的结构设计问题,分析了几何参数和惯性参数对运动的影响并归纳了主要参数,为优化设计提供理论依据。分别利用离线算法和在线算法对典型的体操动作序列进行了规划,验证了规划算法的实用性及动作序列的可行性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
韩玉龙[6]（2016）在《基于AVR的体操机器人设计与实现》一文中研究指出中国机器人大赛是高技术的对抗赛,反映了一个国家信息技术与自动化领域基础研究和高技术发展的水平。中国机器人大赛给大学生提供一个竞赛平台,可以利用各种新技术,获得更好的竞赛成绩,从而又反过来促进各个领域的发展。首先针对中国机器人大赛中自由体操比赛的项目。以体操机器人的比赛要求、尺寸和自由度的要求为前提,通过Pro-E4.0软件设计出一款体操机器人。根据比赛难度和设计要求,本文选用了ATMEL公司的AVR系列单片机Atmega128。体操机器人的硬件控制系统是以Atmega128芯片为核心,由电源模块、通讯模块、PWM抗干扰模块和A/D转换模块构成。电源模块负责整个电路电源的供给,通讯模块负责与上位机之间的通讯,PWM抗干扰模块实现舵机的转动,A/D模块负责系统中外部传感器数据的输入和输出。其次研究了以Atmega128为主控芯片的多路舵机控制方法,通过单片机内部定时器匹配中断和分时复用的方法,实现了多路舵机精准的位置、速度控制。并且开发出一款多舵机控制电路板,满足了体操机器人对多舵机控制中位置、速度、延时可控的要求。结合体操机器人竞赛的要求,设计了AVR的Bootloader自引导程序,通过自引导程序设计出上位机软件控制平台。该调试平台以微软公司的Visual Basic6.0软件为开发工具,完成一款简易的多舵机可视化编程和调试软件,满足了PC机与AVR实现数据通讯、下载、更新动作库等。最后在硬件平台的基础上对体操机器人动作进行整机调试,主要对比赛的每个动作进行分解,转化成相应的舵机运动。通过上位机软件进行编程,并通过串行通讯下载程序,获得体操机器人预期设计成果。(本文来源于《南京师范大学》期刊2016-04-30）
曹凤,蓝和慧,朱长耀,胡浩瀚[7]（2014）在《基于MC9S12XS128的体操机器人控制系统的研究》一文中研究指出在RoboCup比赛过程中,体操机器人应该体现其自身的自主性、协作性、高效性和智能性。因此在了解控制对象的基础上,提出了基于MC9S12XS128单片机的整体设计方案,设计出完整的控制策略和智能算法。通过反复调试,使体操机器人在实现比赛要求动作的条件下,保证动作的连贯性和系统的稳定性。(本文来源于《计算机光盘软件与应用》期刊2014年16期）
陈强,王麒鉴,寇金金,张小畏,熊传亮[8]（2012）在《基于STC89C52单片机的体操机器人系统设计》一文中研究指出仿人型机器人由于在工业和服务业中有广泛的应用前景,因此很具研究价值。体操机器人是一种仿人型机器人。本文选用STC89C52型单片机作为体操机器人舵机控制板的主芯片,使用Siemens公司的UG结构建模软件进行机器人结构零件设计。采用脉宽差法编写舵机控制程序。本文的体操机器人参加了2011年甘肃兰州举行的中国机器人大赛,获得自由体操机器人组全国一等奖。(本文来源于《自动化技术与应用》期刊2012年04期）
薛方正,厚之成,李祖枢[9]（2012）在《一类叁关节体操机器人的类等效建模》一文中研究指出无力矩驱动模式的电机驱动器使得叁关节体操机器人控制难度增加,但具有实际意义.针对该类机器人系统,提出了基于"类等效"思想的简化动力学模型,该模型由刚体动力学和加速度驱动两个子模型构成.利用拉格朗日法建立刚体动力学方程;使用频率响应法得到加速度驱动模型的伯德图并确定了其阶次,根据阶跃响应曲线确定其纯滞后;使用改进的遗传算法辨识模型参数.通过对简化前后的模型进行对比实验以及简化模型的稳定控制实验,验证了简化模型的有效性和优越性.(本文来源于《控制与决策》期刊2012年02期）
王宇宁,施忆[10]（2011）在《南航可重构机器人能做“团体操”》一文中研究指出本报讯 在团体操表演中，变换队形、组成多样的图案都是常见的形式。而当表演“团体操”的“人”变成了“机器人”，您见过吗?11月1日，在南京航空航天大学就上演了一场机器人的团体操表演秀。 一个简易的架子，一个视频摄像头，九个立方块，这就是此次(本文来源于《江苏科技报》期刊2011-11-07）
体操机器人论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
体操机器人是娱乐机器人中的一种,它参照体操运动员的外形和动作而设计,能够在单杠上完成摆起、大回环等动作。它不仅在视觉上给人一种震撼的效果,还能激发学生们的学习乐趣。从理论上讲,体操机器人属于欠驱动系统,其独立控制的输入变量小于机器人的自由度,这种特性使其在提高系统灵活性、降低能耗和减轻系统重量等方面具有优势。体操机器人不仅具有娱乐价值,在体操教学以及欠驱动理论研究方面同样发挥重要的作用。首先,本文对体操机器人的上杠、摆起和大回环等动作进行了规划,以人体形态为模仿对象,设计了一款仿人形的体操机器人。由于机器人在单杠上需要完成360°连续旋转,故需携带独立电源。另外,机器人内部空间有限,故需考虑电机、控制器、电源和线路等布置。手爪相当于被动关节,在机器人连续运动中起着关键性的作用,设计时需要考虑手爪的可靠性、容错性以及开合速度。本文所设计的手爪为一单关节合拢机构,结构紧凑、简单可靠,满足研制要求。由于手爪受力条件较差,运用ANSYS软件对其进行了应力分析。在结构和机构设计的基础上,完成了主动关节电机驱动控制器、传感电路以及电源保护电路的设计,实现了无线指令传输。在上述基础上,构建了整个体操机器人系统。其次,将设计好的体操机器人进行抽象简化,采用拉格朗日方程建立了机器人的动力学模型。根据角动量守恒和抛体运动规律建立了体操机器人双手离杠的空中动力学方程。然后在Matlab/Simulink平台上搭建了体操机器人的动力学仿真模块,并实现了运动仿真分析,最后通过成熟的ADAMS软件对上述数学仿真结果进行了验证。最后,对Spong提出的部分反馈线性化控制算法进行了改进,建立了相应的Simulink仿真模型,对算法进行了分析;接下来,搭建了实验平台,完成了体操机器人的摆起和大回环运动控制实验。实验结果表明,该体操机器人设计合理,控制具有鲁棒性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
体操机器人论文参考文献
[1].邢倩,胡现波.用于自由体操机器人的舵机PWM控制技术实现[J].自动化技术与应用.2019
[2].王维.一种欠驱动体操机器人的研制[D].哈尔滨工业大学.2018
[3].孙成安.体操机器人摆起和倒立平衡的控制研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[4].马艺绮,徐小婷,张怡,顾逸飞,侯静霞.基于五禽戏的体操机器人仿生动作设计[J].科技创新与生产力.2018
[5].张明昊.高低杠体操机器人轨迹规划算法及仿真研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[6].韩玉龙.基于AVR的体操机器人设计与实现[D].南京师范大学.2016
[7].曹凤,蓝和慧,朱长耀,胡浩瀚.基于MC9S12XS128的体操机器人控制系统的研究[J].计算机光盘软件与应用.2014
[8].陈强,王麒鉴,寇金金,张小畏,熊传亮.基于STC89C52单片机的体操机器人系统设计[J].自动化技术与应用.2012
[9].薛方正,厚之成,李祖枢.一类叁关节体操机器人的类等效建模[J].控制与决策.2012
[10].王宇宁,施忆.南航可重构机器人能做“团体操”[N].江苏科技报.2011
论文知识图
