机器人等级考试搭建-六足步行机器人

机器人等级考试搭建-六足步行机器人
机器人等级考试搭建-六足步行机器人

第11章六足步行机器人

仿生六足机器人又叫蜘蛛机器人,顾名思义,六足机器人架构中惜鉴了自然界中昆虫的行走方式,是多足机器人的一种。

11.1探索

六足的行走方式是多样的,其中最典型的行走方式就是模仿六足纲昆虫的三角步态。

图 11.1六足步行机器人

三角步态是什么样子呢?

六足昆虫行走时,一般不是六足同时直线爬行,而是将三对足分成两组,每组三只足,以三角形支架结构交替前进,如图11.2所示。分组情况是这样的:身体左侧的前后、足及右侧的屮足为一组,右侧的前足、后足和左侧的中足为另一组,分别组成两个三角形支架。行走时接触地而的腿如绿方块所示,形成稳定的三角结构,这样模型通常会保持直立平稳的走姿而不会走路时跌跟头了。

这种六足机器人控制简单,不过动作单一,因为他的毎个关节都是通过机械连接完成,

最后由一个统一的动力源控制。

另外,我们还能看到很多杂的六足机器人每一个关节都足分开控制的。参照关节类动物的运动形式,这个六足机器人的每条腿的关节都是相对独立的,每个关节都是用180度的舵机来实现的,每条腿上三个关节,对应就是3个舵机,六条腿就是18个舵机。

不过这种用18个舵机支搾起来的机器人控制复杂,对电源的要求太高,还需要通过程序来控制,调试时间长。

我们综合以上的知识内容,制作一个六足移动机器人,即保证了机器人的控制苟单,也能实现机器人前后左心、左转右转的移动效果。

11.2制作

7倍

10倍

这里要注意的是2倍的梁圆孔部分要朝上,和对面的正好相反

10倍和12倍

11.3六足运动方式

六足机器人的运动方式为三角步态,上面我们简单介绍过,三角步态就是六足机器人的六只足分成了两组,组成了两个三角支架。

当一组三角形支架所有的足同时提起,另一机三角形的足原地不动,支撑身体并以中足为支点。这一组的三脚架抬起到下落的过程中,前肢的构件向前迈进拉动身体向前,后足的构件将机器人向前推。这一组落地,另一组的三只足抬起,重心落在这一组三角形支架的三足上,然后重复前—组的动作,之后互相轮换周而复始。

11.4差速运动控制

八足机器人中使用了两个电机,分别控制六足机器人的两边。六足机器人的转向原理为差速转向。差速转向处指两侧速度不同,有速度差而产生转向的方式。

六足机器人前进。两边电机以同样速度向前转动时,六足机器人会向前进。

当左侧电机向前速度100,右侧电机向前速度200时,六足机器人会向左转,并且是一边前行一边左转。

当左边电机的速度被设置成0时,电机会停止转动,同时将右边电机的速度设为200时,电机的方向会向前转动,这时六足机器人会向做转,并且是以左边中间的足部为圆心向左转。

当一个机器人中两侧的电机转动速度不同时,则可实现转向的功能,这就是所谓的差速转向。

跳舞机器人设计毕业设计论文

课程设计任务书 ( 2015 级) 目录 摘要------------------------------------------------------4 引言------------------------------------------------------5 任务书-----------------------------------------------------6 第一章 我国机器人技术的发展概况------------------------------------7 第二章机器人的总体设计解剖 1.1资料的收集与阐述-----------------------------------------7 1.2机器人工作原理简介 1.总体设计剖------------------------------------------------8 2.伺服电机的剖析--------------------------------------------9 第三章机器人总体设计综述 ---------------------------------12 1、1设计课题的阐述-----------------------------------------12 1、2单片机的选择-------------------------------------------12 1、3主控板部分简介-----------------------------------------12 第四章机器人的总体设计方案与部分简介 1、1设计方案-----------------------------------------------13 1、2各部分功能及原理简介-----------------------------------13 第五章机器人的原理图设计、仿真及电路板制作 1、1机器人的原理图设计-------------------------------------15 1、2电源部分-----------------------------------------------16 1、3稳压电源部分-------------------------------------------16 1、5接口电路部分-------------------------------------------17 1、6单片机最小系统和ISP在线编程---------------------------18 1、9电路板制作---------------------------------------------18 第六章机器人电路板的调试与结论

六足步行机器人毕业设计开题报告

燕山大学 本科毕业设计(论文)开题报告 课题名称:六足步行机器人 学院(系):里仁学院 年级专业:机械电子 学生姓名: 指导教师: 完成日期:

一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 步行机器人,简称步行机 ,是一种智能型机器人 , 它是涉及到生物科学 , 仿生学 , 机构学 , 传感技术及信息处理技术等的一门综合性高科技 . 在崎岖路面上 ,步行车辆优于轮式或履带式车辆 .腿式系统有很大的优越以及较好的机动性 , 崎岖路面上乘坐的舒适性 ,对地形的适应能力强 .所以 ,这类机器人在军事运输 , 海底探测 , 矿山开采 , 星球探测 , 残疾人的轮椅 , 教育及娱乐等众多行业 ,有非常广阔的应用前景 , 多足步行机器人技术一直是国内外机器人领域的研究热点之一。 目前《机械电子》等期刊发布国内研究成果如下: 闰尚彬,韩宝玲,罗庆生在文献[1]针对仿生六足步行机器人关节较多,其步态轨迹规划和关节控制量计算都较为复杂的现状,采用Solidworks软件与MSC.ADAMS软件相结合的方式对六足仿生步行机器人的样机模型进行了运动学仿真与分析.通过仿真,验证了所设计的三角步态的适用性和所选择的三次样条曲线作为机器人足端点轨迹曲线方案的可行性. 韩宝玲王秋丽罗庆生在文献[2]基于六足仿生步行机器人机构学特性的研究,采用数值分析法求解了机器人步行足的足端工作空间,利用虚拟样机技术计算了机器人的灵活度,从两方面综合衡量六足仿生步行机器人的工作能力,并以六足步行机器人各腿节比例关系的确定为例,介绍了六足步行机器人结构优化的具体方案. 苏军陈学东田文罡在文献[3]研究六足步行机器人全方位行走步态,分析其静态稳定性;规划了典型直线行走步态和定点转弯步态,确定了直线行走步态最大跨步和定点转弯步态最大转角;进行了步态控制算法模拟仿真及实地步行实验。 王绍治郭伟于海涛李满天在文献[4]根据CPG双层网络的特点,采用分层分布式系统架构研究制了一种机器人运动控制系统.其基于FPGA的星型总线,在保证通信速率的同时提高了系统抗干扰能力.在单足控制器中嵌入双NIOS完成CPG网络解算和电机运动控制. 郭少晶韩宝玲罗庆生在文献[5]针对采用电池供电的六足仿生步行机器人其工作时间受限的情况,提出了将动态电源管理、实时任务调度和运动策略规划等方法,综合运用于其控制系统,且更为全面地考虑了机器人系统的能耗等级.这种方法对于降低机器人的系统能耗起到了实质性的作用,其整体思路与技术途径可为降低其它类似的多足步行机器人的系统能耗, 陈甫臧希喆赵杰闫继宏在文献[6]从机械结构、运动模式和步态控制3个方面, 对六足步行机器人的仿生机制进行了分析. 提出一种灵活度评价函数, 基于该函数对六足机器人的结构参数进行了优化; 推导了步态模式与步行速度关系的数学表达; 构建了分布式局部规则网络, 可自适应地调整错乱的腿间相序,生成静态稳定的自由步态.仿真实验验证了上述仿生机制的有效性。

仿生六足机器人中期报告

编号: 哈尔滨工业大学 大一年度项目中期检查报告 项目名称:仿生六足机器人 项目负责人:学号 联系电话:电子邮箱: 院系及专业:机电工程学院 指导教师:职称: 联系电话:电子邮箱: 院系及专业:机电工程学院 哈尔滨工业大学基础学部制表 填表日期:2014 年 6 月28 日

一、项目团队成员(包括项目负责人、按顺序) 二、指导教师意见 三、项目专家组意见

四、研究背景 1.研究现状 4.1国内研究现状 随着电子技术发展,计算机性能的提高,使多足步行机器人技术进入了基于计算机控制的发展阶段。其中有代表性的研究为1993年,美国卡内基-梅隆大学开发出有缆的八足步行机器人DANTE,图1所示,用于对南极的埃里伯斯火山进行了考察,其结构由2个独立的框架构成。这一阶段研究的重点在于机器人的运动机构的设计、机器人的步态生成与规划及传统的控制方法在机器人行走运动控制过程的应用。Boston Dynamics公司的Big Dog四足机器人用于为军队运输装备,其高3英尺,重165磅,可以以3.3英里的速度行进,其采用汽油动力。 图1 Adaptive Suspension Vehicle 图2 Odex1步行机器人 图3 MIT腿部实验室的四足和双足机器人图4 DANTE步行机器人 由于新的材料的发现、智能控制技术的发展、对步行机器人运动学、动力学高效建模方法的提出以及生物学知识的增长促使了步行机器人向模仿生物的方向发展。 4.2国外研究现状 我国步行机器人的研究开始较晚,真正开始是在上世纪80年代初。1980年,中国科学院长春光学精密机械研究所采用平行四边形和凸轮机构研制出一台八足螃蟹式步行机,主要用于海底探测

搬运码垛机器人毕业设计

搬运码垛机器人毕业设计 Prepared on 22 November 2020

目录1

1绪论 研究背景及意义 随着现代社会科技水平日新月异的变化,机器人技术已经渗透到人类生活中的方方面面,演着不可替代的角色。机器人是多个学科技术综合而成的产物,其应用程度已经逐渐宽广起来研究机器人已经成为了当今时代的趋势。机器人的应用状况已经可以作为权衡一个国家现化程度高低的重要因素。从机器人工作的环境来对机器人进行分类,大体上能划分成两种,就是工业机器人与特种机器人。工业机器人是一种具有良好性能的自动化机械装置,是典型的含有很高科技含量的机电一体化产品。它在提高产品质量、增加经济效益、提高生产率方面起着重要作用。同时工业机器人的发展情况也是日新月异的,所以研发工业机器人是一件刻不容缓的事情。 码垛是随着物流产业的不断壮大而发展起来的一项高新技术,其思想是把物品按照一定规律码放在托盘上,从而能够使物品的存放、搬运、转移等活动变成单元化操作,从而大大提高物流运输的效率。在物料质量不大、尺寸不大、码垛速度要求不高的情况下,码垛工作都是通过人工来实现的。后来为了减轻工人在码垛时的工作强度,产生了托盘操作机、工业机械手等一些比较简单的机械设施。但是随着人们对码垛速度要求的不断提高,传统的人工码垛方式越来越难以达到人们的要求,这种情况下码垛机器人应运而生。 作为工业机器人典型的一种,码垛机器人技术近几年有着非常快速的发展,这样的发展速度和当今世界制造业的小批量、多种类的发展模式是十分吻合的。码垛机器人有着工作能力强、运行速度快、体积比较小、抓取种类多、应用范围广等特点,从而在市场上备受青睐,正因为这些优点,才使得码垛机器人被普遍应用于制造业、码垛、装配、焊接等诸多操作中。 近年来,袋装物品的需求和产量都十分巨大,进而对袋装物品进行运输的需求也在急剧增长。在我国有大量的袋装物品需要进行码垛、卸垛和运输。目前,对袋装物品的火车运输来讲,火车站台卸车、站台码垛、运输装车、运输卸车、库房码垛等工

六足机器人设计参考解析

摘要 六足机器人有强大的运动能力,采用类似生物的爬行机构进行运动,自动化程度高,可以提供给运动学、仿生学原理研究提供有力的工具。本设计中六足机器人系统基于仿生学原理,采用六足昆虫的机械结构,通过控制18个舵机,采用三角步态和定点转弯等步态,实现六足机器人的姿态控制。系统使用 RF24L01射频模块进行遥控。为提高响应速度和动作连贯性,六足机器人的驱动芯片采用ARM Cortex M4芯片,基于μC/OS-II操作系统,遥控器部分采用ARM9处理器S3C2440,基于Linux系统。通过建立六足机器人的运动模型,运用正运动学和逆运动学对机器人进行分析,验证机器人步态的可靠性。 关键字:六足机器人,Linux,ARM,NRF24L01,运动学 Abstract Bionic hexapod walking robot has a strong ability of movement, the use of similar creatures crawling mechanism movement, high degree of automation, can be provided to the kinematics, the principle of bionics research provides powerful tool. Six feet in the design of this robot system based on bionics principle, the mechanical structure of the six-legged insect, through 18 steering gear control, use the gait, such as triangle gait and turning point to control the position of six-legged robot. Remote control system use RF24L01 rf modules. In order to improve the response speed and motion consistency, six-legged robot driver chip USES the ARM architecture (M4 chip, based on mu C/OS - II operation system, remote control part adopts ARM9 processor S3C2440, based on Linux system. By establishing a six-legged robot motion model, using forward kinematics and inverse kinematics analysis of robot, verify the reliability of the robot gait. KEYWORD:Bionic hexapod walking robot;Linux,ARM,NRF24L01;Kinematics

六足机器人的发展史

一、前言 談到足式機器人,當然目前主流大多是聯想到和人相似、有親切感的雙足機器“人”,從某一層面來看,以雙足步行為演化上的一個極為小眾的特例,本身對達到穩定運作控制的困難度很高,從瞭解「生物出生到可以開始自行運動所需的時間」便可以窺知一二。從另一個角度來看,人類所能自在運動的地表也侷限在某一些型態之中,若要探討如何在各式自然地形上運動的法則,勢必得回過頭來探討多足動物的運動機制。而從物理直覺來評析,單就在崎嶇路面上運動的穩定性來探討,採用多足機器人會比較簡單且實際。基於這一些原因,仿生多足機器人的研發便有了背後的動機,模仿經過長時間演化後動物的構造,藉由觀察牠們的運動,了解為什麼有如此的動作,再利用機構或是控制去完成。在自然界中,我們看到體型較大、有優秀運動能力的動物像馬、獵豹、羚羊等等都是四隻腳的哺乳類動物,但考慮到穩定性卻是六足比較佔優勢,只要用簡單的三腳步態(tripod gait)即可讓重心輕易落在支撐的三角形中。四足動物的腳可能需要比較大的力量才能表現出他的特性,但人類尚無法仿造出重要的肌肉和控制系統,以現有機構和馬達組成的系統,重量太重而無法有效運動。這時,自由度的選擇以及機構設計便成了一個很重要的課題。 這二、三十年學業界創造出了許多各式各樣的多足機器人,在後續的文章中便為各位讀者進行介紹[2, 3]。 二、學術界開發仿生多足機器人 (1)Quadruped 圖一 Quadruped[4] 由Prof. Marc Reibert所領導的MIT Leg Lab於1984~1987年製作,重38公斤,整體長度1.05公尺,高度0.95公尺,採用長柱狀的腳,每一隻腳連接身體的關節是由兩個液壓致動器(hydraulic actuators)組成,分別控制腳的前後及左右的旋轉,腳上有一個線性致動器來提供推進力。在控制上將腳簡易的分成兩組,不同的分組方法便產生了小跑(trot)、跑

山东建筑大学计算机网络课程设计《基于Python的网络爬虫设计》

山东建筑大学 课程设计成果报告 题目:基于Python的网络爬虫设计课程:计算机网络A 院(部):管理工程学院 专业:信息管理与信息系统 班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 完成日期:

目录 1 设计目的 (1) 2 设计任务内容 (1) 3 网络爬虫程序总体设计 (1) 4 网络爬虫程序详细设计 (1) 4.1 设计环境和目标分析 (1) 4.1.1 设计环境 (1) 4.1.2 目标分析 (2) 4.2 爬虫运行流程分析 (2) 4.3 控制模块详细设计 (3) 4.3 爬虫模块详细设计 (3) 4.3.1 URL管理器设计 (3) 4.3.2 网页下载器设计 (3) 4.3.3 网页解析器设计 (3) 4.4数据输出器详细设计 (4) 5 调试与测试 (4) 5.1 调试过程中遇到的问题 (4) 5.2测试数据及结果显示 (5) 6 课程设计心得与体会 (5) 7 参考文献 (6) 8 附录1 网络爬虫程序设计代码 (6) 9 附录2 网络爬虫爬取的数据文档 (9)

1 设计目的 本课程设计是信息管理与信息系统专业重要的实践性环节之一,是在学生学习完《计算机网络》课程后进行的一次全面的综合练习。本课程设计的目的和任务: 1.巩固和加深学生对计算机网络基本知识的理解和掌握; 2.培养学生进行对网络规划、管理及配置的能力或加深对网络协议体系结构的理解或提高网络编程能力; 3.提高学生进行技术总结和撰写说明书的能力。 2 设计任务内容 网络爬虫是从web中发现,下载以及存储内容,是搜索引擎的核心部分。传统爬虫从一个或若干初始网页的URL开始,获得初始网页上的URL,在抓取网页的过程中,不断从当前页面上抽取新的URL放入队列,直到满足系统的一定停止条件。 参照开放源码分析网络爬虫实现方法,给出设计方案,画出设计流程图。 选择自己熟悉的开发环境,实现网络爬虫抓取页面、从而形成结构化数据的基本功能,界面适当美化。给出软件测试结果。 3 网络爬虫程序总体设计 在本爬虫程序中共有三个模块: 1、爬虫调度端:启动爬虫,停止爬虫,监视爬虫的运行情况 2、爬虫模块:包含三个小模块,URL管理器、网页下载器、网页解析器。 (1)URL管理器:对需要爬取的URL和已经爬取过的URL进行管理,可以从URL 管理器中取出一个待爬取的URL,传递给网页下载器。 (2)网页下载器:网页下载器将URL指定的网页下载下来,存储成一个字符串,传递给网页解析器。 (3)网页解析器:网页解析器解析传递的字符串,解析器不仅可以解析出需要爬取的数据,而且还可以解析出每一个网页指向其他网页的URL,这些URL被解析出来会补充进URL管理器 3、数据输出模块:存储爬取的数据 4 网络爬虫程序详细设计 4.1 设计环境和目标分析 4.1.1 设计环境

创客教育搭建六足步行机器人教学设计

教学案例设计《创客教育》第一部分第六课《搭建仿生六足步行机器人》

教学 对象 中职一年级班级人数50 课时 1 授课类型讲授课教材 《创客教育》校本教材 主编:李晓絮 教学目标 认知情感、态度、观念能力可以使用“齿 轮机构”、“连杆机 构”等简单机械结 构搭建出“六足步 行机器人”,理解 机器人“三角步 态”行走方式。 在动手搭建“六足步行机器 人”的过程中,形成乐于探究的 意识和敢于创新的精神,体验探 索科学的乐趣,养成主动与他人 分享交流合作的精神。 主动思 考,发散思 维,使用已掌 握的知识,进 行创意、创 新、创造。 教学 重点 “仿生六足步行机器人”的搭建教学 难点 机器人“三角步态”行走方式的实现 教学方法引导法、演示法、分享讨 论法 学习 方法 体验探究法 教学环境 及资源 多媒体机房、课件、微课、机器人搭建套盒 学情分析 全国各地创客教育如火如荼的开展,不是所有学校都能顺利接轨,尤其是中职学校。中职学校大部分学生学习基础差、学习兴趣低,团队合作精神差,创新意识不强,创新能力不足。创客教育课程更需要切合实际,循序渐进、因材施教。 教学设计说明 结合教学目标和学生学情,本课题分“知识回顾”,“新课导入”,“学习新知”,“分享讨论”,“总结延伸”五大环节来设计教学过程,分别采用了“兴趣引导”,“视频演示”、“微课演示” “分组分享讨论”等教学方法。 课前准备1、划分学习小组 2、发放“搭建套装” 教学环节具体教学 目标 教师活动学生活动 第一环节知识回顾3分钟前课复 习,回顾 “后轮驱 动车”的 搭建过程 回顾搭建过程,观看、交流各小组搭建 的“后轮驱动车”在校园操场奔跑测试情况, 同时指出同学们在搭建过程中存在的问题。 观看、 聆听、 思考、 讨论

l六足昆虫机器人机械原理

l六足昆虫机器人机械原理 一、基本原理 本项目的机器人,传动系统还是继续利用“摆动曲柄滑块机构”原理,把减速电机的旋转运动转换为驱动腿迈步的往复摆动运动,再结合简单的连杆结构,协调六条腿按照昆虫的步态规律实现爬行运动。 1、运动方式 本项目机器人是模仿拥有六条腿的昆虫的爬行运动。昆虫爬行想必大家都是见过的,但是由于昆虫的六条腿还是多了些,而且一般昆虫的动作都比较迅速,观察起来有点眼花缭乱,所以可能很多人并不是很了解昆虫爬行时这六条腿是如何协调动作的。而要做好六足爬行机器人,就要清晰的了解这六条腿的每个阶段的步伐状态,也就是我们常说的“步态”。 实际上,一般六条腿的昆虫,是以三条腿为一组、共两组交叉进行协调运动的。同一时间内,有一组也就是三条腿着地,另外一组的三条腿是离开地面的,然后两组交替切换往前爬行。我们都知道,三点可以确定一个平面,即三条腿可以保证整个身体的平衡,这也许就是很多昆虫都是长了六条腿的主要原因吧。 以下是六足昆虫爬行步态的分解,以前进方向为例进行说明: 1、静止时六条腿都是同时着地; 2、前进时,先迈出第1组三条腿(左前、右中、左后),第2组三条腿着地(右前、左中、右后); 3、第1组三条腿(左前、右中、左后)往前迈出着地后保持不动,然后换第2 组三条腿(右前、左中、右后)往前迈出; 4、第2组三条腿(右前、左中、右后)往前迈出着地后保持不动,再换第1组……

如此循环往复,同一时间都保证有一组三条腿着地以保持身体的平衡,并不断往前进。 2、驱动机理 本项目机器人是采用六足爬行的方式运动,对于六足的驱动力量也是有一定要求的,所 以与前几个仿生类机器人项目一样都是借助减速电机所具有的“低转速、高扭矩”的特性来实现的。 与PVC-Robot 11号、PVC-Robot 12号机器人驱动双臂以及与PVC-Robot 13号驱动双足类似,本项目机器人六足中的中间两足是主动足,是由减速电机直接驱动的,而采用的减速电机同样也必须要满足两个条件: 1、拥有足够的动力,能够支撑双足行走; 2、减速电机左右两侧同轴输出。 为此,需要利用“蜗杆传动机构”对现有减速电机进行改造,相关方案在前面的项目中也已经进行了详细的阐述,这里不再重复,具体可以点击这里:PVC-Robot 11号——减速机构 本项目机器人实现六足爬行机械结构,其实是和PVC-Robot 12号、PVC- Robot13号类似的“连杆机构”——“摆动曲柄滑块机构”,只不过说这个在PVC-Robot 15号中这个连杆机构驱动六足的中间两足,然后再通过连杆带动其他四足 联动的。相关资料请参考:PVC-Robot 12号——驱动机理、PVC-Robot 13号——驱动机理。

六足爬行机器人总体设计方案

本文的设计为六足爬虫机器人,机器人以交流-直流开关电源作为动力源,单片机为控制元件,伺服电机为执行部件,机器人采用三足着地进行运动,通过单片机对伺服电机的控制,机器人能够实现前进、后退等运动方式,三足着地运动方式保证了机器人能够平稳运行。伺服电机具有力量大,扭矩大,体积小,重量轻等特点。单片机产生20ms 的PWM 波形,通过软件改写脉冲的占空比,从而达到改变伺服电机角度的目的。 1 机器人运动分析 1.1 六足爬虫式机器人运动方案比较 方案一:六足爬虫式机器人的每条腿都能单独完成抬腿、前进、后退运动。 此方案的特点: 每条腿都能自由活动,每条腿都能单独进行二自由度的运动。每条腿的灵活性好,更容易进行仿生运动,六足爬虫机器人可以完成除要求外的很多动作,运动的视觉效果更好。由于每条腿能单独完成二自由度的运动,所以每条腿上要安装两个舵机,舵机使用数量大,舵机的安装难度加大,机械结构部分的制作相对复杂,又由于每个舵机都要有单独的信号控制,电路控制部分变得复杂了,控制程序也相应的变得复杂。 方案二:六足爬虫式机器人采取三腿为一组的运动模式,且同一侧的前腿、后腿的前后转动由同一侧的中腿进行驱动。采用三腿为一组(一侧的前足、后足与另一侧的中足为一组)的运动方式,各条腿能够协调的进行运动,机器人的运动相对平稳。 此方案特点:相比上述方案,个腿能够协调运动,在满足运动要求的情况下,舵机使用数量少,节约成本。机器人运动平稳,控制、驱动部分都得到相应的简化,控制简单。选择此方案,机器人还可进行横向运动。 两方案相比,选择方案二更合适。 1.2 六足爬虫式机器人运动状态分析 1.2.1 机器人运动步态分析 六足爬虫式机器人的行走是以三条腿为一组进行的,即一侧的前、后足与另一侧的中足为一组。这样就形成了一个三角形支架结构,当这三条腿放在地面并

毕业设计(论文)机器人行走机构 文献综述

重庆理工大学 毕业设计(论文)文献综述题目机器人行走机构设计 二级学院重庆汽车学院 专业机械设计制造及其自动化班级 姓名学号 指导教师系主任 时间

评阅老师签字:

机器人行走机构 吴俊 摘要:行走机器人是机器人学中的一个重要分支。行走机构可以是轮式的、履带式的 和腿式的等,能适应地上、地下、水中、空中、宇宙等作业环境的各种移动机构。本 文从国内外的研究状况着手,介绍了行走机器人的发展历史,研究现状和发展趋势。本文还介绍了国内最新的研究成果。 关键字:机器人行走机构发展现状应用 Keyword:robot travelling mechanism developing current situation application 一,前言 行走机器人是机器人学中的一个重要分支。关于行走机器人的研究涉及许多方面,首先,要考虑移动方式,可以是轮式的、履带式的和腿式的等;其次,必须考虑 驱动器的控制,以使机器人达到期望的行为;第三,必须考虑导航或路径规划。因此,行走机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体 的综合系统。机器人的机械结构形式的选型和设计,应该根据实际需要进行。在机器 人机构方面,应当结合机器人在各个领域及各种场合的应用,开展丰富而富有创造性 的工作。对于行走机器人,研究能适应地上、地下、水中、空中、宇宙等作业环境的 各种移动机构。当前,对足式步行机器人、履带式和特种机器人研究较多,但大多数 仍处于实验阶段,而轮式移动机器人由于其控制简单,运动稳定和能源利用率高等特点,正在向实用化迅速发展,从阿波罗登月计划中的月球车到美国最近推出的NASA 行星漫游计划中的六轮采样车,从西方各国正在加紧研制的战场巡逻机器人、侦察车 到新近研制的管道清洗检测机器人,都有力地显示出行走机器人正在以其使用价值和 广阔的应用前景而成为智能机器人发展的方向之一。 二、课题国内外现状 多足步行机器人是一种具有冗余驱动、多支链、时变拓扑运动机构, 是模仿多足 动物运动形式的特种机器人, 是一种足式移动机构。所谓多足一般指四足及四足其以上, 常见的多足步行机器人包括四足步行机器人、六足步行机器人、八足步行机器人等。 步行机器人历经百年的发展, 取得了长足的进步, 归纳起来主要经历以下几个 阶段: 第一阶段, 以机械和液压控制实现运动的机器人。 第二阶段, 以电子计算机技术控制的机器人。 第三阶段, 多功能性和自主性的要求使得机器人技术进入新的发展阶段。 三、研究主要成果 国内多足步行机器人的研究成果[1]: 1991年,上海交通大学马培荪等研制出JTUWM[1]系列四足步行机器人。JTUWM-III是模仿马等四足哺乳动物的腿外形制成,每条腿有3个自由度,由直流伺服

工业机器人毕业设计

工业机器人 摘要 在当今大规模制造业中,企业为提高生产率,保障产品质量,普遍重视生产过程的自动化程度,工业机器人作为自动化生产线上重要的成员,逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动程度极大的工作,工作方式一般采取示教在线的方式。 本文将设计一台圆柱坐标型的工业机器人,用于给冲压设备运送物料。首先,本文将设计机器人的大臂、小臂、底座和机械手的结构,然后选择合适的传动方式、驱动方式,搭建机器人的结构平台:在此基础上,本文将设计该机器人的控制系统,包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、以及控制元件的设计,重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性,最终实现的目标包括:关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。

目录 摘要 1绪论 (1) 1.1 工业机器人研究的目的和意义 (1) 1.2 工业机器人在国内外的发展现状与趋势…………………….. 1.3 工业机器人的分类 1.4 本课题研究的主要内容 2 总体方案的确定 2.1 结构设计概述 2.2 基本设计参数 2.3 工作空间的分析 2.4 驱动方式 2.5 传动方式确定 3 搬运机器人的结构设计 3.1 驱动和传动系统的总体结构设计 3.2 手爪驱动气缸设计计算 3.3 进给丝杠的设计计算 3.4 驱动电机的选型计算

3.5 手臂强度校核 4 搬运机器人的控制系统 4.1 机器人控制系统分类 4.2 控制系统方案分析 4.3 机器人的控制系统方案确定 4.4 PLC及运动控制单元选型 5 结论与展望 致谢

红外遥控六足爬虫机器人设计(单片机)

六足爬虫机器人设计 设计人:李海鹰 日期:2004年9月30日

目录 前言 (3) (一)、机器人的大脑 (3) (二)、机器人的眼睛耳朵 (3) (三)、机器人的腿——驱动器与驱动轮 (4) (四)、机器人的手臂——机械传动专制 (5) (五)、机器人的心脏——电池 (5) 一、AT89S51单片机简介 (6) (一)、AT89S51主要功能列举如下: (6) (二)、AT89S51各引脚功能介绍: (6) 二、控制系统电路图 (9) 三、微型伺服马达原理与控制 (10) (一)、微型伺服马达内部结构 (10) (二)、微行伺服马达的工作原理 (10) (三)、伺服马达的控制 (11) (四)、选用的伺服马达 (11) 四、红外遥控 (12) (一)、红外遥控系统 (12) (二)、遥控发射器及其编码 (12) (三)、红外接收模块 (13) (四)、红外解码程序设计 (13) 五、控制程序 (14) 六、六足爬虫机器人结构设计图 (21)

前言 今年年初,学校为参加中央电视台举办的第三届全国大学生机器人电视大赛,组建了机器人制作小组。我积极参加,有幸成为了其中的一员。因为我们以前没有参加过类似的比赛,也没有制作机器人的经验。可以说我们什么都是从零开始,边学习边制作。通过这半年多的制作过程,我从中学到了很多书本上学不到的东西,也得到了很好的学习与锻炼的机会。 最初,我们组建了机器人制作实验室。到五金机电市场购买了必要的工具和一些制作材料。然后开始制作实验机器人的身体——框架。 实验机器人的框架我们是使用轻型万能角钢制作的,这种角钢的两侧都有间隔均匀的孔槽,可以很方便的用螺栓进行连接。用不同长度的角钢组合后,就可以得到不同大小的立方体和长方体及多边形。机器人身体的框架就搭建好了。在它的上面将装上:机器人的大脑——可编程控制器、机器人的眼睛耳朵——传感器、机器人的腿——驱动轮、机器人的手臂——机械传动专制、机器人的心脏——电池……之所以使用轻型万能角钢,主要是因为是在制作试验机型,而轻型万能角钢安装拆卸方便和便于修改长度,调整设计。 实验机器人定型后,就照其尺寸用不锈钢方管焊接制作机器人的身体。再在上面进行打孔等工作,后就可以将机器人的其它部分安装上去。这样一个机器人就制作好了。 下面我介绍一下机器人的基本组成部分: (一)、机器人的大脑 它可以有很多叫法,可以叫做:可编程控制器、微控制器,微处理器,处理器或者计算器等,不过这都不要紧,通常微处理器是指一块芯片,而其它的是一整套控制器,包括微处理器和一些别的元件。任何一个机器人大脑就必须要有这块芯片,不然就称不上机器人了。在选择微控制器的时候,主要要考虑:处理器的速度,要实现的功能,ROM和RAM的大小,I/O端口类型和数量,编程语言以及功耗等。 其主要类型有:单片机、PLC、工控机、PC机等。 单有这些硬件是不够的,机器人的大脑还无法运行。只有在程序的控制下,它才能按我们的要求去工作。可以说程序就是机器人的灵魂了。而程序是由编程语言所编写的。 编程语言是一个控制器能够接受的语言类型,一般有C语言,汇编语言或者basic语言等,这些通常能被高级一点的控制器直接执行,因为在高级控制器里面内置了编译器能够直接把一些高级语言翻译成机器码。微处理器将执行这些机器码,并对机器人进行控制。 (二)、机器人的眼睛耳朵 传感器,是机器人的感觉器官,是机器人和现实世界之间的纽带,使机器人

八足机器人任务书

宁波大学科学技术学院本科毕业设计(论文)系列表格 宁波大学科学技术学院本科毕业设计(论文) 任务书 课题名称 大型仿生爬行机器人设计 指导教师梁冬泰 学院理工学院专业11机械设计 制造及其自 动化班级11机械三 班 学生姓名刘圣斌学号114174330开题日期2014.12.4一、主要任务与目标: 普通轮式机器人虽然速度快,效率高,噪声低,但是越障能力和地形适应差,转弯效率低,不适合在复杂环境下工作。在自然界中,蜘蛛因其独特的爬行机制可以在垂直的墙壁甚至倒立在天花板上行走,在复杂的环境中完成各种高难度的工作。本课题设计一种大型仿生爬行机器人通过模拟蜘蛛这种多足动物的步态实现各种机动动作,具有轮式机器不能比拟的机动性,本设计通过设计计算,实现大型仿生爬行机器人的结构设计。大型仿生爬行机器人的结构设计主要是运用仿生学原理设计制作的。基于这种机器人功能和结构的特点,设计出相应的机械结构。目前该机器人已经可以在平地上进行快速爬行和进行各种复杂的运动,完成各种人力所不能及的各种运动和危险环境下工作。,为进一步研究更加灵活多用的大型爬形机器人提供了一个基础测试平台。 二、主要内容与基本要求: 1主要内容 1.1.撰写开题报告,说明大型仿生爬行机器人的研究背景和研究意义。研究基本内容和主要问题。研究的总体安排和进度,研究的方法与技术路线。 1.2.查找国内外相关文献资料,作为参考文献(中文8篇,英文8篇)。综述大型仿生爬行机器人的研究现状和进展;并综述大型仿生爬行机器人结构设计的的原理和组成元件。将2篇英文文献翻译成中文。 1.3.查找大型仿生爬行机器人相关资料,明确大型仿生爬行机器人的大

六足步行机器人的毕业设计说明书

本科毕业设计(论文) 六足步行机器人设计与仿真 燕山大学 2012年6月

本科毕业设计(论文) 六足步行机器人设计与仿真 学院(系):里仁学院 专业:机械电子工程 学生姓名:牛智 学号: 0811******** 指导教师:田行斌 答辩日期: 20012.6.17

燕山大学毕业设计(论文)任务书

摘要 摘要 基于仿生学原理,在分析六足昆虫运动机理的基础上,采用了仿哺乳类的腿部结构,并针对这种腿部结构设计了六足的行走方式,通过对18个直流伺服电机的控制,采用三角步态,实现了六足机器人的直行功能。仿真证明,这种结构能较好地维持六足机器人自身的平衡,并且对今后更深入地研究六足机器人抬腿行走姿态及可行性,具有较高的参考价值。 针对仿生六足步行机器人关节较多,其步态轨迹规划和关节控制量计算都较为复杂的现状,采用Solidworks软件与UG软件相结合的方式对六足仿生步行机器人的样机模型进行了运动学仿真与分析。通过仿真,验证了所设计的三角步态的适用性。 关键词六足机器人;步行;三角步态;运动学仿真

燕山大学本科生毕业设计(论文) Abstract A bionic leg structure which is similar to the legs of mammals was used,and a hexapod walking mode was designed according to this structure.By controlling 18 step motors straight walking function of the hexapod robot has been implemented with tripod gait movement.Simulation and experiment show that this structure can keep the hexapod robot balance better,providing high reference value to research the advantage and feasibility of leg raising walking gesture. As there are many joints in the bionic hexapod walking robot and the calculation of its walking track and joints control unit are comparatively comp- licated,the kinematical simulation and analysis of the model of bionic hexapod walking robot have been done by using solidworks and UG.Through simulation,the applicability of designed tripod gait are validated. Keywords Hexapod robot;Walking;Tripod gait;Kinematics simulation

最新六足爬虫机器人

本文的设计为六足爬虫机器人,机器人以锂电池为动力源,单片机为控制元件,伺服电机为执行部件,机器人采用三足着地进行运动,通过单片机对伺服电机的控制,机器人能够实现前进、后退等运动方式,三足着地运动方式保证了机器人能够平稳运行。伺服电机具有力量大,扭矩大,体积小,重量轻等特点。单片机产生20ms 的PWM 波形,通过软件改写脉冲的占空比,从而达到改变伺服电机角度的目的。 1 机器人运动分析 1.1 六足爬虫式机器人运动方案比较 方案一:六足爬虫式机器人的每条腿都能单独完成抬腿、前进、后退运动。 此方案的特点: 每条腿都能自由活动,每条腿都能单独进行二自由度的运动。每条腿的灵活性好,更容易进行仿生运动,六足爬虫机器人可以完成除要求外的很多动作,运动的视觉效果更好。由于每条腿能单独完成二自由度的运动,所以每条腿上要安装两个舵机,舵机使用数量大,舵机的安装难度加大,机械结构部分的制作相对复杂,又由于每个舵机都要有单独的信号控制,电路控制部分变得复杂了,控制程序也相应的变得复杂。 方案二:六足爬虫式机器人采取三腿为一组的运动模式,且同一侧的前腿、后腿的前后转动由同一侧的中腿进行驱动。采用三腿为一组(一侧的前足、后足与另一侧的中足为一组)的运动方式,各条腿能够协调的进行运动,机器人的运动相对平稳。 此方案特点:相比上述方案,个腿能够协调运动,在满足运动要求的情况下,舵机使用数量少,节约成本。机器人运动平稳,控制、驱动部分都得到相应的简化,控制简单。选择此方案,机器人还可进行横向运动。 两方案相比,选择方案二更合适。 1.2 六足爬虫式机器人运动状态分析 1.2.1 机器人运动步态分析

六足机器人行走与运动仿真分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6514802165.html, 六足机器人行走与运动仿真分析 作者:詹广强赵基伟谢磊超 来源:《无线互联科技》2014年第06期 摘要:虚拟仿真设计方法在现代机械设计中占有重要地位,针对目前虚拟仿真软件存在的不足之处,在设计时往往需要选用多个仿真软件组合使用才能达到所需的仿真目的。本文设计了一个六足双斗机器人,应用建模和仿真功能较齐全的Inventor对其进行虚拟分析,检查机器人在行走和爬坡过程中的行走步态,获得机器人在不同工作状态下重心的变化曲线,分析机器人设计的合理性,为更好的设计新型六足机器人提供设计依据。并制造了小型物理样机,检验仿真设计的可靠性,通过物理样机试验,验证Inventor仿真的可靠性和正确性。 关键词:虚拟仿真设计;六足机器人;Inventor;运动仿真Inventor是一种全面的可视化 设计工具,用于创建和验证完整的数字样机,可以检验机械产品的外型、结构和功能,也可以对其进行运动仿真和应力分析,设计师应用这种软件可对数字化样机进行优化,并预测机械产品在未来的实际工作情况[1]。 本文设计了六足双斗机器人,机器人采用足式移动方式优点在于控制简单,移动比较迅速,同时可以相对较容易地跨过比较大的障碍,但是当机器人在行走时,整个物体的重心会发生变化,各个关节受到的速度及加速度也不同,在不行走,进行挖掘工作,不同部位受到的力也不一样。本文应用Inventor对六足机器人在平地行走和爬坡过程中重心的位置、速度加速度变化进行仿真分析,Inventor集设计、建模和仿真于一体,且操作简单,这给设计工作带 来了许多方便,节约了研究时间和研制费用,实现了高质量、高速度、高效率、低成本的整体设计。 本文所应用的软件为虚拟设计方法又提供了一个方便可行的办法,同时,设计的六足机器人为足类机器人的设计也提供了一些思路。在Inventor的虚拟仿真下,得到所设计的六足机器人的一些有用信息,为更好的设计新型六足机器人提供了参考依据。小型物理样机试验,行走和利用双斗夹取物体。 1六足机器人整体结构 Inventor非常注重产品外观设计,同时其渲染功能也易于操作,效果良好,应用Inventor 对六足机器人进行整体结构造型和渲染,结果如图1所示,其中腿部结构放大图如图2所示。图2(a)图是腿部结构运动简图,输入旋转运动,在滑块和曲柄的作用下转化为腿部摇摆运动[2],腿部机构的摇摆幅度为[-24°~+24°],由于该机器人的腿部关节是铰接和滑动副,因而在步行时即使出现失稳现象也具有较强的姿态恢复能力[3],足部使用减震和缓冲作用的橡胶材 料。

六足爬虫机器人设计说明

六足爬虫机器人设计

目录 前言 (3) (一)、机器人的大脑 (3) (二)、机器人的眼睛耳朵 (4) (三)、机器人的腿——驱动器与驱动轮 (4) (四)、机器人的手臂——机械传动专制 (5) (五)、机器人的心脏——电池 (5) 一、AT89S51单片机简介 (6) (一)、AT89S51主要功能列举如下: (6) (二)、AT89S51各引脚功能介绍: (6) 二、控制系统电路图 (9) 三、微型伺服马达原理与控制 (10) (一)、微型伺服马达内部结构 (10) (二)、微行伺服马达的工作原理 (10) (三)、伺服马达的控制 (11) (四)、选用的伺服马达 (11) 四、红外遥控 (12) (一)、红外遥控系统 (12) (二)、遥控发射器及其编码 (12) (三)、红外接收模块 (13) (四)、红外解码程序设计 (13) 五、控制程序 (14) 六、六足爬虫机器人结构设计图 (21)

前言 今年年初,学校为参加中央电视台举办的第三届全国大学生机器人电视大赛,组建了机器人制作小组。我积极参加,有幸成为了其中的一员。因为我们以前没有参加过类似的比赛,也没有制作机器人的经验。可以说我们什么都是从零开始,边学习边制作。通过这半年多的制作过程,我从中学到了很多书本上学不到的东西,也得到了很好的学习与锻炼的机会。 最初,我们组建了机器人制作实验室。到五金机电市场购买了必要的工具和一些制作材料。然后开始制作实验机器人的身体——框架。 实验机器人的框架我们是使用轻型万能角钢制作的,这种角钢的两侧都有间隔均匀的孔槽,可以很方便的用螺栓进行连接。用不同长度的角钢组合后,就可以得到不同大小的立方体和长方体及多边形。机器人身体的框架就搭建好了。在它的上面将装上:机器人的大脑——可编程控制器、机器人的眼睛耳朵——传感器、机器人的腿——驱动轮、机器人的手臂——机械传动专制、机器人的心脏——电池……之所以使用轻型万能角钢,主要是因为是在制作试验机型,而轻型万能角钢安装拆卸方便和便于修改长度,调整设计。 实验机器人定型后,就照其尺寸用不锈钢方管焊接制作机器人的身体。再在上面进行打孔等工作,后就可以将机器人的其它部分安装上去。这样一个机器人就制作好了。 下面我介绍一下机器人的基本组成部分: (一)、机器人的大脑 它可以有很多叫法,可以叫做:可编程控制器、微控制器,微处理器,处理器或者计算器等,不过这都不要紧,通常微处理器是指一块芯片,而其它的是一整套控制器,包括微处理器和一些别的元件。任何一个机器人大脑就必须要有这块芯片,不然就称不上机器人了。在选择微控制器的时候,主要要考虑:处理器的速度,要实现的功能,ROM和RAM的大小,I/O端口类型和数量,编程语言以及功耗等。 其主要类型有:单片机、PLC、工控机、PC机等。 单有这些硬件是不够的,机器人的大脑还无法运行。只有在程序的控制下,它才能按我们的要求去工作。可以说程序就是机器人的灵魂了。而程序是由编程语言所编写的。 编程语言是一个控制器能够接受的语言类型,一般有C语言,汇编语言或者

相关文档
最新文档