业余双足机器人实验开拓者的机器人之梦
我叫李明德,53年生,68年下乡,71年回城.现在在橡胶厂工作,是一名普通电工.儿时有个梦想长大了做个科学家,大了却成了一名业余科研爱好者,在声,光,电,机领域里默默的耕耘了三十年.这些年来积累了大量的实践经验,也锻炼出很强的动手能力.
97年日本的机器人常在媒体里露面,中国的机器人,电源,控制,机械本体迟迟不能集成一起走出实验室.看到这些急在心里,我们泱泱大国十几亿人口甘愿落后么?我就不服这口气,我下定决心,做,做出有中国人特色的双足机器人.可话说出来容易,事做起来很难.
实现双足迈步人工行走,是人类模仿自身共同追求的一个高难的基本目标.模仿人类双足行走的系统是个复杂的多自由度系统,要研究制造这样的一个系统需要很多的理论知识,如运动学,动力学,自动控制学等.需要的技术就更多了,机构设计技术,电源技术,驱动技术,传感器技术,精密传动制造装配技术,计算机控制技术等等.其它技术我虽然没有理论,但我实践了这么多年有一定的经验,可重要的计算机控制技术一窍不通.那就学,买来相关方面的书自学.妻子承担起一切家务活,我除了上班之外,业余时间一头就扎在书里.先看计算机的发展史,再学计算机控制理论,再学单片机开发.一晃半年过去了,不仅没掌握根本没看进去.自己一头雾水,不知为什么?这时念高三的儿子看出来了,就说”爸爸你基础不好才没 学进去”.我一听是这个理,那我就补一补基础知识.那可不是一朝一夕就能完成的事,五十来岁的我能办成这事么?我这一代已不行了,培养孩子成为科学家吧!
这时孩子开始进入高考的最后冲刺,还有几天就报志愿了,孩子学习成绩一直很好,我和妻子盼望孩子能报好志愿上重点大学,改变家里的处境.
我研究机器人需要计算机技术,计算机技术将来应用的更广泛,明天指定是热门专业.我就动员孩子报考计算机专业,学有所成,也能帮我一把,研究机器人.孩子很懂事,知道爸爸虽然是个业余搞科研的,选的专业方向一定没错,就答应了报考了清华的计算机专业.
天有不测风云,一天孩子放学回家,直喊肚子痛还发烧,晚上也没复习好,吃了两片药,就睡了.孩子躺在床上直冒汗,我知道这是孩子痛的.我和他妈说”孩子上医院吧!”可孩子说”没事挺得住,明天就好了”,孩子知道学习上的费用以给家里造成很大的经济负担了,不想去医院再浪费家里更多的钱了.我和妻子一看不能再耽误了,马上送孩子去了医院,医生一看是急性阑尾炎.马上手术,术后孩子身体恢复很快.可关键时刻耽误了十来天的复习，孩子出院后报考自愿时我说“孩子自愿报低一点吧，专业好，学校好不容易考上。”可孩子自愿还坚持报清华计算机专业孩子说“爸爸妈妈，让我博一回吧！考不上也不后悔，我曾博过。”孩子复习更努力了，最后一次模拟考试考了一个全校第二名。
高考完，等分的日子太难熬了。分数出来了，孩子考了583分没有被清华录取。孩子很坚强，也有思想准备，可是知道考分的那一时刻眼睛里还是含着泪水。此时我和妻子当着孩子的面没有哭，只能说些安慰的话。毕竟全家共同奋斗了好几年，却是这样的一个结果，我和妻子的心里暗暗的淌着是带血的泪。我一遍一遍的自责自己，我想当科学家研究机器人用着计算机技术。自己不会就让孩子去学这个专业，圆自己的梦，太自私了。孩子不报这个专业，不报清华，报天津大学583分完全可以进去。孩子太亏了没进重点，被一所普通大学录取了，这时我的心里在隐隐的发痛。
大学开学的那一天，我和妻子送孩子去的。回来之后妻子也常常责备我没给孩子报好自愿，我的内心很痛苦，人生关键的一回我没有给孩子把握好。后来还听说孩子念高中的学校，把孩子报考自愿一事当成报考自愿的反面教材，我的心里压力更大了。我一边时常督促孩子在大学里好好学习，我一边调整好我自己。我不能倒下，孩子念大学，需要我各方面的支持。我要把我自己从痛苦中解放出来，我又开始研究制作机器人了。
能迈步进行人工行走的机械结构有很多种，驱动源也各式各样，控制方法也各异。从结构和控制上看大多都很复杂，大多采用的是链式连杆型结构。它是用搭积木的方法，每个关节做成一个自由度模块，几个关节就用几个模块连起来，组成每条人工腿。这种结构直观，看似简单的结构控制起来却难了。因为双足人工行走是两条腿，髋关节，膝关节，踝关节串联起来配合运动的结果。这么多关节又各自都有自己的驱动源和关节运动角传感器，当这样的双足结构行走时，必须有一个很复杂的控制回路。一边传感器时时的传送关节运动角的数据，一边要有一个很好的计算的程序协调控制每个关节的运动，同时还要考虑平衡，惯力，反力等问题。利用这种结构，实现双足行走即使是静态的日本人在上个世纪1966-1976也集中了大量的人力，物力，财力苦苦的的探索了十年，才实现这一目标。
实现双足人工行走,人类一直在寻找探索着各式各样的行走结构模式,本田,索尼机器人也不是最先进的终结版,它也不是最接近人类双腿的结构模式.
我是个开发双足行走机器人的业余爱好者,没有什么羁绊,我创新的设计思想可以自由翱翔.用我个人的力量,用我们中华民族特有的聪明,战胜一切困难,开发出有中国人自己特色的双足迈步行走机器人.
我开发双足机器人,没有资料,没有资金,没有技术.那我就利用现有的条件,一步步从零开始.先做四足的,再做三足的,在这之中简捷的腿结构发明出来了,但两足行走平衡的问题还没有解决.我一遍一遍的构思,一遍一遍的制作试验.这一过程可以说是一个艰苦卓绝的过程,没有加工设备,钻眼用手摇钻,没有合适的齿轮就用手工一齿一齿的锉出来.没有材料就到二台子旧物市场去找，我步行来回用2个小时,上图书馆查资料也步行，来回也2小时.在这期间我上大连看孩子回来作的火车应下半夜两点到家,在车上一直考虑机器人问题,到鞍山没有留意别人的提醒，一下做过了站,到辽阳才醒过神,回到家时天已大亮了,妻子一直等着给我开门.
专家们认为没有计算机的参与,实现人工行走是一件非常困难的工作.经过三年不懈的努力,上百次试验我成功的开发出了一种简捷的双足行走机构.不用计算机控制,就可以完成拟人化的人工静态行走.我的这一成果可以使一个高难的复杂的问题简单化,机器人整的太复杂那成本也就太高.不适合推广和应用普及机器人知识,促进我国机器人事业的发展,必须有一个低成本简捷的能完成基本行走功能的机器人机械结构本体.
我的机器人简捷,留下了更广阔的开发空间,因简捷控制反映更快,更适合奔跑.
当初日本人在研究双足行走机器人时走了很多弯路,走进了很多死胡同,1966-1986这一时代日本拟人机器人的开发者被淘汰了,他们没有使拟人机器人达到商品化,他们给后来的开发者留下了更多的是反面的经验和教训.本田,索尼开发拟人机器人时少走很多弯路,迅速发展,几年内就达到了商品化.
我开发的机器人要达到商品化早日面市,为中国人争光,还有很多路要走.我在网上一直在呐喊,寻求有人能给与支持和合作.来谈的人不少,真心支持的没有,都想…….
又一年过去了,孩子大学毕业了.他没有象爸爸期待的那样进入科研单位工作,而投入了企业.我尊重孩子的选择,孩子大了应该有自己的想法.我不能干扰孩子,再错一回了.
业余研究机器人的路上我是孤独的,我还要一如既往的走下去!
现在我的机器人只能在人工参与下进行静态步行，做出能适合各种地型自主动态化行走的机器人是我不懈的追求永远的梦想！2003.5.1 |
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