|
業(yè)余雙足機(jī)器人實(shí)驗(yàn)開(kāi)拓者的機(jī)器人之夢(mèng) 我叫李明德,68年下鄉(xiāng),71年回城.現(xiàn)在退休了.兒時(shí)有個(gè)夢(mèng)想長(zhǎng)大了做個(gè)科學(xué)家,大了卻成了一名業(yè)余科研愛(ài)好者,在聲,光,電,機(jī)領(lǐng)域里默默的耕耘了四十年.這些年來(lái)積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),也鍛煉出很強(qiáng)的動(dòng)手能力. 97年日本的機(jī)器人常在媒體里露面,中國(guó)的機(jī)器人,電源,控制,機(jī)械本體遲遲不能集成一起走出實(shí)驗(yàn)室.看到這些急在心里,我們泱泱大國(guó)十幾億人口甘愿落后么?我就不服這口氣,我下定決心,做,做出有中國(guó)人特色的雙足機(jī)器人.可話說(shuō)出來(lái)容易,事做起來(lái)很難. 實(shí)現(xiàn)雙足邁步人工行走,是人類模仿自身共同追求的一個(gè)高難的基本目標(biāo).模仿人類雙足行走的系統(tǒng)是個(gè)復(fù)雜的多自由度系統(tǒng),要研究制造這樣的一個(gè)系統(tǒng)需要很多的理論知識(shí),如運(yùn)動(dòng)學(xué),動(dòng)力學(xué),自動(dòng)控制學(xué)等.需要的技術(shù)就更多了,機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù),電源技術(shù),驅(qū)動(dòng)技術(shù),傳感器技術(shù),精密傳動(dòng)制造裝配技術(shù),計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等等.其它技術(shù)我雖然沒(méi)有理論,但我實(shí)踐了這么多年有一定的經(jīng)驗(yàn),可重要的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)一竅不通.那就學(xué),買來(lái)相關(guān)方面的書(shū)自學(xué).妻子承擔(dān)起一切家務(wù)活,我除了上班之外,業(yè)余時(shí)間一頭就扎在書(shū)里.先看計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,再學(xué)計(jì)算機(jī)控制理論,再學(xué)單片機(jī)開(kāi)發(fā).一晃半年過(guò)去了,不僅沒(méi)掌握根本沒(méi)看進(jìn)去.自己一頭霧水,不知為什么?這時(shí)念高三的兒子看出來(lái)了,就說(shuō)”爸爸你基礎(chǔ)不好才沒(méi) 學(xué)進(jìn)去”.我一聽(tīng)是這個(gè)理,那我就補(bǔ)一補(bǔ)基礎(chǔ)知識(shí).那可不是一朝一夕就能完成的事,五十來(lái)歲的我能辦成這事么?我這一代已不行了,培養(yǎng)孩子成為科學(xué)家吧! 這時(shí)孩子開(kāi)始進(jìn)入高考的最后沖刺,還有幾天就報(bào)志愿了,孩子學(xué)習(xí)成績(jī)一直很好,我和妻子盼望孩子能報(bào)好志愿上重點(diǎn)大學(xué),改變家里的處境. 我研究機(jī)器人需要計(jì)算機(jī)技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)將來(lái)應(yīng)用的更廣泛,明天指定是熱門專業(yè).我就動(dòng)員孩子報(bào)考計(jì)算機(jī)專業(yè),學(xué)有所成,也能幫我一把,研究機(jī)器人.孩子很懂事,知道爸爸雖然是個(gè)業(yè)余搞科研的,選的專業(yè)方向一定沒(méi)錯(cuò),就答應(yīng)了報(bào)考了清華的計(jì)算機(jī)專業(yè). 天有不測(cè)風(fēng)云,一天孩子放學(xué)回家,直喊肚子痛還發(fā)燒,晚上也沒(méi)復(fù)習(xí)好,吃了兩片藥,就睡了.孩子躺在床上直冒汗,我知道這是孩子痛的.我和他媽說(shuō)”孩子上醫(yī)院吧!”可孩子說(shuō)”沒(méi)事挺得住,明天就好了”,孩子知道學(xué)習(xí)上的費(fèi)用以給家里造成很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)了,不想去醫(yī)院再浪費(fèi)家里更多的錢了.我和妻子一看不能再耽誤了,馬上送孩子去了醫(yī)院,醫(yī)生一看是急性闌尾炎.馬上手術(shù),術(shù)后孩子身體恢復(fù)很快.可關(guān)鍵時(shí)刻耽誤了十來(lái)天的復(fù)習(xí)，孩子出院后報(bào)考自愿時(shí)我說(shuō)“孩子自愿報(bào)低一點(diǎn)吧，專業(yè)好，學(xué)校好不容易考上。”可孩子自愿還堅(jiān)持報(bào)清華計(jì)算機(jī)專業(yè)孩子說(shuō)“爸爸媽媽，讓我博一回吧！考不上也不后悔，我曾博過(guò)。”孩子復(fù)習(xí)更努力了，最后一次模擬考試考了一個(gè)全校第二名。 高考完，等分的日子太難熬了。分?jǐn)?shù)出來(lái)了，孩子考了583分沒(méi)有被清華錄取。孩子很堅(jiān)強(qiáng)，也有思想準(zhǔn)備，可是知道考分的那一時(shí)刻眼睛里還是含著淚水。此時(shí)我和妻子當(dāng)著孩子的面沒(méi)有哭，只能說(shuō)些安慰的話。畢竟全家共同奮斗了好幾年，卻是這樣的一個(gè)結(jié)果，我和妻子的心里暗暗的淌著是帶血的淚。我一遍一遍的自責(zé)自己，我想當(dāng)科學(xué)家研究機(jī)器人用著計(jì)算機(jī)技術(shù)。自己不會(huì)就讓孩子去學(xué)這個(gè)專業(yè)，圓自己的夢(mèng)，太自私了。孩子不報(bào)這個(gè)專業(yè)，不報(bào)清華，報(bào)天津大學(xué)583分完全可以進(jìn)去。孩子太虧了沒(méi)進(jìn)重點(diǎn)，被一所普通大學(xué)錄取了，這時(shí)我的心里在隱隱的發(fā)痛。 大學(xué)開(kāi)學(xué)的那一天，我和妻子送孩子去的。回來(lái)之后妻子也常常責(zé)備我沒(méi)給孩子報(bào)好自愿，我的內(nèi)心很痛苦，人生關(guān)鍵的一回我沒(méi)有給孩子把握好。后來(lái)還聽(tīng)說(shuō)孩子念高中的學(xué)校，把孩子報(bào)考自愿一事當(dāng)成報(bào)考自愿的反面教材，我的心里壓力更大了。我一邊時(shí)常督促孩子在大學(xué)里好好學(xué)習(xí)，我一邊調(diào)整好我自己。我不能倒下，孩子念大學(xué)，需要我各方面的支持。我要把我自己從痛苦中解放出來(lái)，我又開(kāi)始研究制作機(jī)器人了。 能邁步進(jìn)行人工行走的機(jī)械結(jié)構(gòu)有很多種，驅(qū)動(dòng)源也各式各樣，控制方法也各異。從結(jié)構(gòu)和控制上看大多都很復(fù)雜，大多采用的是鏈?zhǔn)竭B桿型結(jié)構(gòu)。它是用搭積木的方法，每個(gè)關(guān)節(jié)做成一個(gè)自由度模塊，幾個(gè)關(guān)節(jié)就用幾個(gè)模塊連起來(lái)，組成每條人工腿。這種結(jié)構(gòu)直觀，看似簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)控制起來(lái)卻難了。因?yàn)殡p足人工行走是兩條腿，髖關(guān)節(jié)，膝關(guān)節(jié)，踝關(guān)節(jié)串聯(lián)起來(lái)配合運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。這么多關(guān)節(jié)又各自都有自己的驅(qū)動(dòng)源和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角傳感器，當(dāng)這樣的雙足結(jié)構(gòu)行走時(shí)，必須有一個(gè)很復(fù)雜的控制回路。一邊傳感器時(shí)時(shí)的傳送關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角的數(shù)據(jù)，一邊要有一個(gè)很好的計(jì)算的程序協(xié)調(diào)控制每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還要考慮平衡，慣力，反力等問(wèn)題。利用這種結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)雙足行走即使是靜態(tài)的日本人在上個(gè)世紀(jì)1966-1976也集中了大量的人力，物力，財(cái)力苦苦的的探索了十年，才實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。 實(shí)現(xiàn)雙足人工行走,人類一直在尋找探索著各式各樣的行走結(jié)構(gòu)模式,本田,索尼機(jī)器人也不是最先進(jìn)的終結(jié)版,它也不是最接近人類雙腿的結(jié)構(gòu)模式. 我是個(gè)開(kāi)發(fā)雙足行走機(jī)器人的業(yè)余愛(ài)好者,沒(méi)有什么羈絆,我創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思想可以自由翱翔.用我個(gè)人的力量,用我們中華民族特有的聰明,戰(zhàn)勝一切困難,開(kāi)發(fā)出有中國(guó)人自己特色的雙足邁步行走機(jī)器人. 我開(kāi)發(fā)雙足機(jī)器人,沒(méi)有資料,沒(méi)有資金,沒(méi)有技術(shù).那我就利用現(xiàn)有的條件,一步步從零開(kāi)始.先做四足的,再做三足的,在這之中簡(jiǎn)捷的腿結(jié)構(gòu)發(fā)明出來(lái)了,但兩足行走平衡的問(wèn)題還沒(méi)有解決.我一遍一遍的構(gòu)思,一遍一遍的制作試驗(yàn).這一過(guò)程可以說(shuō)是一個(gè)艱苦卓絕的過(guò)程,沒(méi)有加工設(shè)備,鉆眼用手搖鉆,沒(méi)有合適的齒輪就用手工一齒一齒的銼出來(lái).沒(méi)有材料就到二臺(tái)子舊物市場(chǎng)去找，我步行來(lái)回用2個(gè)小時(shí),上圖書(shū)館查資料也步行，來(lái)回也2小時(shí).在這期間我上大連看孩子回來(lái)作的火車應(yīng)下半夜兩點(diǎn)到家,在車上一直考慮機(jī)器人問(wèn)題,到鞍山?jīng)]有留意別人的提醒，一下做過(guò)了站,到遼陽(yáng)才醒過(guò)神,回到家時(shí)天已大亮了,妻子一直等著給我開(kāi)門. 專家們認(rèn)為沒(méi)有計(jì)算機(jī)的參與,實(shí)現(xiàn)人工行走是一件非常困難的工作.經(jīng)過(guò)三年不懈的努力,上百次試驗(yàn)我成功的開(kāi)發(fā)出了一種簡(jiǎn)捷的雙足行走機(jī)構(gòu).不用計(jì)算機(jī)控制,就可以完成擬人化的人工靜態(tài)行走.我的這一成果可以使一個(gè)高難的復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,機(jī)器人整的太復(fù)雜那成本也就太高.不適合推廣和應(yīng)用普及機(jī)器人知識(shí),促進(jìn)我國(guó)機(jī)器人事業(yè)的發(fā)展,必須有一個(gè)低成本簡(jiǎn)捷的能完成基本行走功能的機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)本體. 我的機(jī)器人簡(jiǎn)捷,留下了更廣闊的開(kāi)發(fā)空間,因簡(jiǎn)捷控制反映更快,更適合奔跑. 當(dāng)初日本人在研究雙足行走機(jī)器人時(shí)走了很多彎路,走進(jìn)了很多死胡同,1966-1986這一時(shí)代日本擬人機(jī)器人的開(kāi)發(fā)者被淘汰了,他們沒(méi)有使擬人機(jī)器人達(dá)到商品化,他們給后來(lái)的開(kāi)發(fā)者留下了更多的是反面的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn).本田,索尼開(kāi)發(fā)擬人機(jī)器人時(shí)少走很多彎路,迅速發(fā)展,幾年內(nèi)就達(dá)到了商品化. 我開(kāi)發(fā)的機(jī)器人要達(dá)到商品化早日面市,為中國(guó)人爭(zhēng)光,還有很多路要走.我在網(wǎng)上一直在吶喊,尋求有人能給與支持和合作.來(lái)談的人不少,真心支持的沒(méi)有,都想……. 又一年過(guò)去了,孩子大學(xué)畢業(yè)了.他沒(méi)有象爸爸期待的那樣進(jìn)入科研單位工作,而投入了企業(yè).我尊重孩子的選擇,孩子大了應(yīng)該有自己的想法.我不能干擾孩子,再錯(cuò)一回了. 業(yè)余研究機(jī)器人的路上我是孤獨(dú)的,我還要一如既往的走下去! 現(xiàn)在我的機(jī)器人只能在人工參與下進(jìn)行靜態(tài)步行，做出能適合各種地型自主動(dòng)態(tài)化行走的機(jī)器人是我不懈的追求永遠(yuǎn)的夢(mèng)想！2003.5.1 9 e; K2 p; i& r/ _' `- \+ q
| 
發(fā)表于 2017-8-28 07:27:41
QQ好友和群
QQ空間
發(fā)表于 2017-8-28 11:50:32
