六足仿生机器人设计与实验研究(附件)
摘 要随着社会的发展，人类已经开启了多个未知领域的研究，而在这些领域中，存在着人类无法到达和生存的地方，如海底搜寻、救灾抢险、星球探索等，这些对人类的进一步发展有着极大的促进作用。为了找到能够解决问题的办法，机器人应运而生，在许多人类不能够直接接触的领域发挥着不可代替的作用。但是对于复杂的地形，机器人的能力受到限制，因而更高性能的机器人成为了现在研究的重点。首先，论文阐述了了六足机器人的研究背景和目的，接着对国内外的研究六足机器人的现状和当前存在的问题做了详细的论述，并且提出了论文的研究重点，其次，论文介绍六足机器人的机构类型，主要包括单连杆式、关节式、四连杆式，对机器人的本体和腿部等主要结构进行了详细的设计。并在结构设计的基础上，结合仿生学原理，对机器人的步态做出了规划与分析。最后，论文主要围绕六足机器人控制系统包括硬件系统和软件系统的设计展开，选择了正确的硬件如电源驱动模块选用舵机、中央控制模块选用AVR系列单片机，再辅之必要的程序，成功实现了六足机器人的自动控制。关键词：六足机器人；步态规划；结构设计；控制系统目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外六足机器人研究现状及存在问题 1
1.2.1 国外六足机器人研究现状 1
1.2.2 我国六足机器人研究现状 3
1.2.3 六足机器人存在的问题..3
1.3 本课题研究的主要内容 4
1.4 小结 5
第二章 六足机器人结构设计 6
2.1 六足机器人的结构设计 6
2.2 六足机器人结构类型 6
2.2.1 单连杆式 6
2.2.2 关节式 7
2.2.3 四连杆式 7
2.3 六足机器人本体结构设计 8
2.4 六足机器人腿部结构设计 8
2.5 小结............................................................................................................
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7
2.2.3 四连杆式 7
2.3 六足机器人本体结构设计 8
2.4 六足机器人腿部结构设计 8
2.5 小结...............................................................................................................11
第三章 六足机器人步态规划 12
3.1 引言 12
3.2 六足机器人步态介绍 12
3.2.1 三角步态 12
3.2.2 跟导步态 13
3.2.3 交替步态..................................................................................................13
3.3 六足机器人步态原理与规划 13
3.4 小结 14
第四章 六足机器人硬件系统设计 16
4.1 引言 16
4.2 六足机器人的控制系统要求 16
4.3 六足机器人硬件系统总体设计 16
4.4 电机驱动模块设计 17
4.4.1 舵机的构造和参数..................................................................................17
4.4.2 舵机的工作原理......................................................................................18
4.4.3 舵机的控制方法......................................................................................19
4.4.4 电机驱动电路选择..................................................................................20
4.5 中央控制模块设计.......................................................................................21
4.6 机器人电路原理图.......................................................................................22
4.6 小结...............................................................................................................23
第五章 六足机器人软件系统开发.........................................................24
5.1 引言.............................................................................................................24
5.2 开发工具.....................................................................................................24
5.3 PWM波形的生成.........................................................................................25
5.4 舵机控制.....................................................................................................27
5.5 机器人控制效果.........................................................................................29
5.6 小结.......................................................
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外六足机器人研究现状及存在问题 1
1.2.1 国外六足机器人研究现状 1
1.2.2 我国六足机器人研究现状 3
1.2.3 六足机器人存在的问题..3
1.3 本课题研究的主要内容 4
1.4 小结 5
第二章 六足机器人结构设计 6
2.1 六足机器人的结构设计 6
2.2 六足机器人结构类型 6
2.2.1 单连杆式 6
2.2.2 关节式 7
2.2.3 四连杆式 7
2.3 六足机器人本体结构设计 8
2.4 六足机器人腿部结构设计 8
2.5 小结............................................................................................................
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7
2.2.3 四连杆式 7
2.3 六足机器人本体结构设计 8
2.4 六足机器人腿部结构设计 8
2.5 小结...............................................................................................................11
第三章 六足机器人步态规划 12
3.1 引言 12
3.2 六足机器人步态介绍 12
3.2.1 三角步态 12
3.2.2 跟导步态 13
3.2.3 交替步态..................................................................................................13
3.3 六足机器人步态原理与规划 13
3.4 小结 14
第四章 六足机器人硬件系统设计 16
4.1 引言 16
4.2 六足机器人的控制系统要求 16
4.3 六足机器人硬件系统总体设计 16
4.4 电机驱动模块设计 17
4.4.1 舵机的构造和参数..................................................................................17
4.4.2 舵机的工作原理......................................................................................18
4.4.3 舵机的控制方法......................................................................................19
4.4.4 电机驱动电路选择..................................................................................20
4.5 中央控制模块设计.......................................................................................21
4.6 机器人电路原理图.......................................................................................22
4.6 小结...............................................................................................................23
第五章 六足机器人软件系统开发.........................................................24
5.1 引言.............................................................................................................24
5.2 开发工具.....................................................................................................24
5.3 PWM波形的生成.........................................................................................25
5.4 舵机控制.....................................................................................................27
5.5 机器人控制效果.........................................................................................29
5.6 小结.......................................................
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