機器人學專家、日本早稻田大學的加藤一郎教授說過：“機器人應(yīng)當具有的最大特征之一是步行功能”。在科幻小說和電影中，機器人都是具有像人一樣外形、體能比人強大、可以受人操作的一種機器。但在各地活躍的工業(yè)機器人或是大多以工業(yè)機器人為主，工業(yè)機器人是為生產(chǎn)而設(shè)計的，為了適應(yīng)各種不同的應(yīng)用現(xiàn)場，其形狀多種多樣。仿人機器人不同一般意義上的工業(yè)機器人，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器。
^ /2H H ekY)?$v3 目前，中國機器人應(yīng)用范圍遍及汽車、工程機械、電子和電氣裝配以及家電等行業(yè)，形成了弧焊機器人、搬運機器人等及周邊裝備系列產(chǎn)品，而仿人機器人在國內(nèi)還是一個新鮮事物，僅有少數(shù)的院校涉足這個領(lǐng)域。2002年年底，北京理工大學研制的仿人機器人BHR－01通過驗收，是目前國內(nèi)仿人機器人研究的重大突破。作為工業(yè)機器人，人們對其的要求更多的是在功能方面，這種機器人以各種各樣的形象存在于這個世界上。以模仿人類為目的的仿人機器人在外觀大都與人類相仿。作為仿人機器人的外殼，其作用是使仿人機器人的外觀更易為人類所接受，盡可能地隱藏它的機械結(jié)構(gòu)和控制部分，同時具有防塵作用。
[4xZy5V E-^(VZ _Xj 仿人機器人的外殼設(shè)計與軟硬件平臺選擇
+\["HS7+'0 Pek[j)g} 外殼設(shè)計
'__>M>[ 6&]Z'nW0k 仿人機器人是由許多關(guān)節(jié)構(gòu)成，目前國際上先進的仿人機器人的自由度都在30個以上，在運動時，它的各個關(guān)節(jié)必須互不干涉，設(shè)計外殼必須是在充分了解仿人機器人整體機構(gòu)及其所有自由度的基礎(chǔ)上進行。所以設(shè)計仿人機器人外殼時，不是簡單地一件象衣服一樣的殼子把它包起來。在設(shè)計時應(yīng)考慮以下問題：
$ hc=H CF3x\6.q} （1）安裝外殼后的仿人機器人不能影響原來的自由度。這要求對應(yīng)每一個自由度至少有一個外殼，相鄰的有相對運動的關(guān)節(jié)之間必須有足夠的空間，在外殼設(shè)計時一定要考慮使外殼盡可能與原零部件緊貼。
K. B\F)K （2）盡可能減少外殼的重量。仿人機器人的重量與其運動平穩(wěn)性和自如性的關(guān)系緊密，無論從機構(gòu)設(shè)計還是選材上，各國的機器人研究機構(gòu)都力圖減輕仿人機器人的重量，從而進一步開拓機器人動作范圍。因此在進行機器人外殼設(shè)計時，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。
j |8!gW （3）在保證功能的前提下，外殼設(shè)計應(yīng)考慮美觀。
-uN{28;@ （4）方便拆裝。
}Tk:?U { （5）考慮加工成本。
sCJ|U6Q- X9PbU 1 o; 軟硬件平臺選擇
1?w=v|b:P) #*rJI3 軟件——INVENTOR
Ae=JG8Ht~ :@5{*o Autodesk Inventor軟件是美國AutoDesk公司于1999年底推出的三維可視化實體模擬軟件，目前已推出最新版本INVENTOR 10，實驗室使用的是INVENTOR 6。從最初的草圖到最后的工程圖，Inventor為設(shè)計人員提供了執(zhí)行項目設(shè)計所需的所有工具[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，三維運算速度和著色功能方面有突破的進展。它是建立在ACIS三維實體模擬核心之上，設(shè)計人員能夠簡單迅速地獲得零件和裝配體的真實感，這樣就縮短了用戶設(shè)計意圖的產(chǎn)生與系統(tǒng)反應(yīng)時間的距離，從而最小限度的影響設(shè)計人員的創(chuàng)意和發(fā)揮。
'DXT7|Df u`wD6&y* Inventor首次在三維模擬和裝配中使用自適應(yīng)的技術(shù)，零件及其特征可以自動適應(yīng)另一零件，從而保證這些零件能夠相互吻合。由于外殼設(shè)計是在原機器人的結(jié)構(gòu)上進行的，選擇Inventor軟件，可以說極大的發(fā)揮了該軟件的這些特長。對于機構(gòu)設(shè)計和外殼不是同時進行或不是同一設(shè)計者的工程，大地減輕了外殼設(shè)計者的工作量。
D 5xQ f"gYXaVF+ 硬件——IBM IntelliStation M Pro 6218圖形工作站
]35`N<Ac B# hvw'} 2005年底、2006年初，隨著INTEL i955X芯片組和新型處理器的誕生，IBM依慣例升級了IntelliStation個人圖形工作站產(chǎn)品線。其中，IBM IntelliStation M Pro 6218系列個人圖形工作站采用了INTEL i955X芯片組和新的6××、9××奔騰4處理器，不僅在性能上更上層樓，且具備了一系列的新功能，成為部件級、入門級個人圖形工作站的首選。
(xvg.Nby . .h@QQ 全新平臺、全新性能IBM IntelliStation M Pro 6218系列
Vo^J2[U uO ]|YF M Pro 6218系列是IBM公司基于全新Intel i955X芯片組推出的新型個人圖形工作站，基于新的芯片組、處理器，靈活搭配處理器、內(nèi)存和專業(yè)圖卡，M Pro 6218系列的性能和功能大為增強，可以完成從零件設(shè)計到復(fù)雜部件設(shè)計的各種復(fù)雜度的工作。
Id^q!4Th9 W%5))R$ 設(shè)計過程
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U:99 w 仿人機器人的外殼可以分為頭、軀干、上肢、下肢及足五大部分，每一部分根據(jù)其自由度的關(guān)系可分為若干組成零件。如上肢殼除手外，共有7個自由度，其外殼主要由肩部外殼、大臂殼、肘關(guān)節(jié)殼、小臂殼、腕關(guān)節(jié)殼組成。對每一個外殼，先進行總體設(shè)計后，根據(jù)工藝要求和安裝連接再對個別不易加工的外殼進行分離。
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