Оглавление 2
1.Общая характеристика работы 5
1.1 Актуальность работы 5
1.2 Цель работы и задачи 6
2.Шагающие роботы 7
2.1 Значение роботов в современном мире 7
2.2 Анализ и сравнение видов передвигающихся роботов 8
2.3 Понятие шагающего робота и адаптивности 11
2.4 История шагающих роботов 12
2.5 Виды шагающих роботов 18
2.6 Конструктивные решения шестиногих роботов 20
2.7 Алгоритмы походок шестиногих роботов 25
2.8 Анализ рынка шестиногих роботов 30
2.9 Выводы 35
3.Робот Hexapod МР4-2012 36
3.1 Общее описание робота 36
3.2 Компоненты робота 37
3.3 Схема подключения сенсоров и сервоприводов к контроллерам: 44
3.4 Конструкция корпуса робота 47
3.5 Конструкция конечности 48
3.6 Выводы 49
4.Алгоритмы передвижения робота 51
4.1 Выбор базового алгоритма походки. 51
4.2 Алгоритм «3+3 инсектоподобный» 54
4.3 Основные принципы адаптивного передвижения 55
4.4 Алгоритмы передвижения робота 60
4.5 Выводы 64
5.Программный комплекс управления шестиногим роботом 65
5.1 Состав программно-аппаратного комплекса 65
5.2 Архитектура программного комплекса 65
5.3 Управляющая программа микроконтроллера 67
5.4 Программа управления движением роботом на «Hexapod Control» 68
5.5 Дополнительные программы 76
5.6 Вывод 78
6.Эксперименты 80
6.1 Полигон для проведения экспериментов 80
6.2 Серия экспериментов 1 - неадаптивное движение без коррекции 81
6.3Серия экспериментов 2 - движение с коррекцией по акселерометру 81
6.4 Серия экспериментов 3 - адаптивное движение без коррекции 81
6.5 Серия экспериментов 4 - адаптивное движение без коррекции 81
6.6 Выводы 82
7.Интеллектуальный анализ данных 83
7.1 Общие положения 83
7.2 Классификация поверхностей 86
7.3 Нейронные сети LVQ 87
7.4 Решение поставленной задачи классификации с помощью нейронной сети LVQ 90
класс 90
описание 90
касание 90
положение конечностей 90
1 90
Нога опущена до конца, но не достигла поверхности 90
нет 90
>=51 90
2 90
Нога опущена, робот опирается на нее 90
есть 90
20-50 90
3 90
Нога немного опущена 90
есть 90
-20-20 90
4 90
Нога поднята 90
нет 90
<= -20 90
7.5 Эксперименты с нейронной сетью 93
7.6 Выводы 94
8.Экономическая часть. Расчет сметной стоимости разработки 95
8.1 Наклалдные расходы 95
8.2 Заработная плата 97
8.3 Стоимость без учета налогов, прибыль , рентабельность 98
8.4 Расчет налогов 98
8.5 Общая сметная стоимость программно-аппаратного комплекса с учетом налогов 100
9.Охрана труда. Оптимальная освещенность при работе на ПЭВМ 101
10.Заключение 105
Список литературы 107
ПРИЛОЖЕНИЯ 110
Приложение А. Принципиальная схема контроллера 110
Приложение Б. Пример фрагмента mdf файла 111
Приложение В. Листинг консольной версии программы 113
Приложение Г. Листинг библиотеки адаптивного опускания ног Movemets.cpp 121
Приложение Д. Структура регистров и команд микроконтроллера 128
Приложение Е. Краткое руководство пользователя визуальной версии программы 131
Система управления такого робота довольно сложна. Она должна быть построена таким образом, чтобы реализовывать координированное движение всех ног, обеспечивающее заданное движение корпуса. Для реализации адаптивного алгоритма передвижения система должна, основываясь на показаниях сенсоров, определить положение робота относительно поверхности, по которой осуществляется передвижение и на основании этого устанавливать наиболее устойчивое положение робота.