機(jī)器人學(xué)專家、日本早稻田大學(xué)的加藤一郎教授說過：“機(jī)器人應(yīng)當(dāng)具有的最大特征之一是步行功能”。在科幻小說和電影中，機(jī)器人都是具有像人一樣外形、體能比人強(qiáng)大、可以受人操作的一種機(jī)器。但在各地活躍的工業(yè)機(jī)器人或是大多以工業(yè)機(jī)器人為主，工業(yè)機(jī)器人是為生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的，為了適應(yīng)各種不同的應(yīng)用現(xiàn)場，其形狀多種多樣。仿人機(jī)器人不同一般意義上的工業(yè)機(jī)器人，它是一種形狀與人類似、具有移動功能、操作功能、感知功能、記憶和自治能力能夠與人交流的一種智能機(jī)器。
*Z*4L|zT dALJlRo" 目前，中國機(jī)器人應(yīng)用范圍遍及汽車、工程機(jī)械、電子和電氣裝配以及家電等行業(yè)，形成了弧焊機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等及周邊裝備系列產(chǎn)品，而仿人機(jī)器人在國內(nèi)還是一個(gè)新鮮事物，僅有少數(shù)的院校涉足這個(gè)領(lǐng)域。2002年年底，北京理工大學(xué)研制的仿人機(jī)器人BHR－01通過驗(yàn)收，是目前國內(nèi)仿人機(jī)器人研究的重大突破。作為工業(yè)機(jī)器人，人們對其的要求更多的是在功能方面，這種機(jī)器人以各種各樣的形象存在于這個(gè)世界上。以模仿人類為目的的仿人機(jī)器人在外觀大都與人類相仿。作為仿人機(jī)器人的外殼，其作用是使仿人機(jī)器人的外觀更易為人類所接受，盡可能地隱藏它的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制部分，同時(shí)具有防塵作用。
"V!y"yQ Wb:jZ 仿人機(jī)器人的外殼設(shè)計(jì)與軟硬件平臺選擇
;h> s=D,r 5a1)`2V2M 外殼設(shè)計(jì)
KD9Y +$Q33@F5l 仿人機(jī)器人是由許多關(guān)節(jié)構(gòu)成，目前國際上先進(jìn)的仿人機(jī)器人的自由度都在30個(gè)以上，在運(yùn)動時(shí)，它的各個(gè)關(guān)節(jié)必須互不干涉，設(shè)計(jì)外殼必須是在充分了解仿人機(jī)器人整體機(jī)構(gòu)及其所有自由度的基礎(chǔ)上進(jìn)行。所以設(shè)計(jì)仿人機(jī)器人外殼時(shí)，不是簡單地一件象衣服一樣的殼子把它包起來。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下問題：
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Xk[;MZ[ （1）安裝外殼后的仿人機(jī)器人不能影響原來的自由度。這要求對應(yīng)每一個(gè)自由度至少有一個(gè)外殼，相鄰的有相對運(yùn)動的關(guān)節(jié)之間必須有足夠的空間，在外殼設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮使外殼盡可能與原零部件緊貼。
WyH2` xxX （2）盡可能減少外殼的重量。仿人機(jī)器人的重量與其運(yùn)動平穩(wěn)性和自如性的關(guān)系緊密，無論從機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)還是選材上，各國的機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)都力圖減輕仿人機(jī)器人的重量，從而進(jìn)一步開拓機(jī)器人動作范圍。因此在進(jìn)行機(jī)器人外殼設(shè)計(jì)時(shí)，在保證外殼與本體連接的前提下，應(yīng)考慮盡可能選擇較輕的材料。
"71@WLlN （3）在保證功能的前提下，外殼設(shè)計(jì)應(yīng)考慮美觀。
ju PW!u （4）方便拆裝。
2x-67_BHY= （5）考慮加工成本。
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B d$i%.r W)^0~[`i 軟件——INVENTOR
eC:?j`H - :d7Ju.*J Autodesk Inventor軟件是美國AutoDesk公司于1999年底推出的三維可視化實(shí)體模擬軟件，目前已推出最新版本INVENTOR 10，實(shí)驗(yàn)室使用的是INVENTOR 6。從最初的草圖到最后的工程圖，Inventor為設(shè)計(jì)人員提供了執(zhí)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)所需的所有工具[3]，它包含三維建模、信息管理、協(xié)同工作和技術(shù)支持等各種特征。使用Autodesk Inventor可以創(chuàng)建三維模型和二維制造工程圖、可以創(chuàng)建自適應(yīng)的特征、零件和子部件，還可以管理上千個(gè)零件和大型部件，它的“連接到網(wǎng)絡(luò)”工具可以使工作組人員協(xié)同工作，方便數(shù)據(jù)共享和同事之間設(shè)計(jì)理念的溝通。與其它同類產(chǎn)品相比，Inventor在用戶界面簡單，三維運(yùn)算速度和著色功能方面有突破的進(jìn)展。它是建立在ACIS三維實(shí)體模擬核心之上，設(shè)計(jì)人員能夠簡單迅速地獲得零件和裝配體的真實(shí)感，這樣就縮短了用戶設(shè)計(jì)意圖的產(chǎn)生與系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間的距離，從而最小限度的影響設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)意和發(fā)揮。
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