六足爬行机器人设计--第1章绪论

长沙学院CHANGSHAUNIVERSITY毕业设计（论文）资料设计（论文）题目：六足爬行机器人设计系部：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：周斌班级：四班学号2008011405指导教师姓名：戴娟职称副教授最终评定成绩长沙学院教务处二○一一年二月制目录第一部分设计说明书一、设计说明书第二部分过程管理资料一、毕业设计（论文）课题任务书二、本科毕业设计（论文）开题报告三、本科毕业设计（论文）中期报告四、毕业设计（论文）指导教师评阅表五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表六、毕业设计（论文）答辩评审表2012届本科生毕业设计（论文）资料第一部分设计说明书（2012届）本科生毕业设计说明书六足爬行机器人设计系部：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：周斌班级：四班学号2008011405指导教师姓名：戴娟职称副教授最终评定成绩2012年6月长沙学院本科生毕业设计六足爬行机器人设计系（部）：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学号：2008011405学生姓名：周斌指导教师：戴娟副教授2012年6月长沙学院毕业设计(论文)I摘要当前，科技的发展极大的推动了爬行机器人的研究和应用，由于其运动具有较强的稳定性，所以被广泛应用在军事、探测、民用等各个领域。本设计通过查阅大量的资料和图纸，对六足爬行机器人展开了研究。从仿真学方面对六足爬行机器人的步态方案进行了探讨，设计了六足爬行机器人的关节腿式的机构。在控制系统方面，结合当前趋势和此次设计内容，采用单片机控制。驱动方式结合此次腿部运动规律，选用舵机作为其驱动元件。本文在完成了六足爬行机器人软件设计和硬件结构后，利用ProE对其进行了建模，并对其进行了运动仿真，仿真结果符合此次设计要求。关键词：六足爬行机器人，AT89S51，舵机，运动控制长沙学院毕业设计(论文)IIABSTRACTAtpresent,thedevelopmentofscienceandtechnologygreatlypromotedtheresearchandapplicationofthecrawlingrobot,becauseofitsmovementhasastrongstability,widelyusedinmilitary,exploration,civilandothervariousfields.Thisdesignthroughaccesstolargeamountsofdataanddrawings,launchedasix-leggedclimbingrobot.Fromsimulationscience,six-leggedclimbingrobot'sgaitprogramwerediscussed,anddesigntheinstitutionsofthejointlegofasix-leggedclimbingrobot.Inthecontrolsystem,combinedwiththecurrenttrendsandthedesign,theuseofsingle-chipcontrol.Drivenapproachcombinedwiththelawofmotionoftheleg,thechoiceofthesteeringgearaspartofitsdrivecomponents.Completedasix-leggedclimbingrobotsoftwaredesignandhardwarearchitecture,theuseoftheProEitsmodelingandmotionsimulation,thesimulationresultsinlinewiththedesignrequirements..Keywords:Six-footwalkingrobot,AT89S51,steeringengine,motioncontrol长沙学院毕业设计(论文)III目录摘要....................................................................................................................IABSTRACT..........................................................................................................II第1章绪论.....................................................................................................11.1国内外发展动态..........................................................................................................11.2本次设计研究的内容及意义......................................................................................4第2章六足爬行机器人的方案设计..................................错误!未定义书签。2.1总体设计要求...............................................................................错误!未定义书签。2.2六足爬行机器人的步态规划........................................................错误!未定义书签。2.3六足爬行机器人的控制系统方案设计........................................错误!未定义书签。2.4六足爬行机器人腿部结构的方案设计........................................错误!未定义书签。第3章六足爬行机器人的控制系统设计及控制程序设计错误!未定义书签。3.1微控制器的选择............................................................................错误!未定义书签。3.2控制系统的电路总体设计............................................................错误!未定义书签。3.3遥控控制端的电路设计................................................................错误!未定义书签。3.4运动控制电路的设计....................................................................错误!未定义书签。3.5外部传感器的选用........................................................................错误!未定义书签。3.6供电方案的设计............................................................................错误!未定义书签。3.7控制程序的设计............................................................................错误!未定义书签。第4章六足爬行机器人机械部分的设计..........................错误!未定义书签。4.1机器人腿部结构的设计...............................................................错误!未定义书签。4.2驱动电机的选择以及电机力矩的计算........................................错误!未定义书签。4.3机器人机体底板的设计................................................................错误!未定义书签。4.4机器人腿结构的运动分析............................................................错误!未定义书签。第5章六足爬行机器人的运动仿真..................................错误!未定义书签。5.1零件模型的建立............................................................................错误!未定义书签。5.2零件模型的装配............................................................................错误!未定义书签。5.3六足爬行机器人的运动仿真........................................................错误!未定义书签。5.4六足爬行机器人的运动分析........................................................错误!未定义书签。结论......................................................................................错误!未定义书签。参考文献................................................................................错误!未定义书签。长沙学院毕业设计(论文)IV附录1：控制系统总电路图.................................................错误!未定义书签。附录2：控制程序清单.........................................................错误!未定义书签。致谢....................................................................................错误!未定义书签。第1章绪论1.1国内外发展动态机器人按其是否可以移动可以分为固定式机器人和移动机器人。固定式机器人是指固定在某个位置上，机器人不能整体移动，只能移动各个关节。目前运行的绝大多数机器人都是固定式的，他们只能固定在某一位置进行运动，因而其应用范围和功能受到限制。移动机器人能够移动到预定目标，完成相应的操作任务。移动机器人在工业和国防上具有广泛的应用前景，如服务机器人、巡逻机器人、防化侦察机器人、水下作业机器人、飞行机器人等。其中自主式移动机器人是研究最多的一种。自主机器人能够按照预定给出的任务指令，不断感知周围局部环境信息，自主地做出判断，引导自身绕开障碍物，正确安全行驶到达指定目标，并执行要求的动作与操作。与其他移动机器人相比，爬行机器人有如下优点：第一、可以在高低不平的地段上行走；第二、由于脚的主动性，身体不随地面晃动；第三、在柔软的地面上运动，效率不会显著降低。这是因为脚在软地行走时，地面的变形是离散的，至多是损失在一个坑的能量，而且脚还可以利用下沉产生推力，即脚的运动能量变成地面弹性体的位能储存。当脚前进时，这个位能又释放出来，因而可以减少步行机器人动能的损失。机器人产生的初衷就是创造出一种像人一样的机器，以便代替人类从事