课程设计足球机器人行走机构
双足仿生机器人行走机构设计
双足仿生机器人行走机构设计
双足仿生机器人行走机构设计一般包括以下几个关键部分：
1. 足底结构：足底结构是机器人与地面接触的部分，需要具备良好的稳定性和抓地力。
一般采用橡胶材料制作，设计有凹凸纹路或者类似动物脚掌的结构，以增加摩擦力和抓地力。
2. 关节设计：双足仿生机器人的每个腿部都需要多个关节来实现自由运动。
关节设计需要考虑到机器人的稳定性和灵活性，一般采用电机驱动的旋转关节或者液压/气动驱动的线性关节。
3. 动力系统：机器人行走需要动力系统提供能量。
一般采用电池或者电源供电，驱动关节的电机需要具备足够的扭矩和速度来实现机器人的行走。
4. 传感器：为了实现机器人的平衡和姿态控制，需要配备各种传感器。
例如，陀螺仪和加速度计可以用来检测机器人的倾斜角度，力传感器可以用来感知地面反作用力，视觉传感器可以用来感知周围环境。
5. 控制系统：双足仿生机器人的行走需要一个高效的控制系统。
控制系统可以根据传感器的反馈信息，实时调整关节的运动，以保持机器人的平衡和稳定。
总体来说，双足仿生机器人行走机构设计需要考虑到稳定性、灵活性、能量效率和控制系统的要求。
具体的设计方案需要根据机器人的应用场景和需求来确定。
机械创新设计课程设计
图1.8.5HIT-I、HIT-II机器人
北京理工大学于2002年12月研制出仿人机器人BRI-01，是目前国内最先进的两足步行机器人。机器人高1.6米，重80千克，具有32个自由度，步速1千米/时，步距33厘米；能依照自身的平稳状态和地面高度变化，实现未知路面的稳固行走。
步行是人类最差不多的行为方式，双足机器人具备人类的差不多结构，具有类人的步行能力。双足步行机器人在外形上具有人类特点，适合用于人类生活的环境，为人们提供方便，因此具有宽敞的市场前景。双足机器人与其他多足机器人相比具有体积较小、重量轻、动作灵活、迅速，而且更接近于人类步行的特点，因此它们对环境有最好的适应性，在日常生活中更具有广泛的应用前景。
此次要紧研究目标是二足机器人爬楼梯机构的设计，以及对它的步态的规划。
1.2.二足仿生气器人的概念
现时期，机器人的研究应用领域不断拓宽，其中仿人机器人的研究和应用受到普遍的关机器人的研究应用领域不断拓宽，其中仿人机器人的研究和应用受到普遍的关注，并成为智能机器人领域中最活跃的研究热点之一。仿人二足机器人爬楼梯的设计变营运而生。研究与人类外观特点类似，具有人类智能，灵活性，并能够与人交流，不断适应环境的仿人机器人一直是人类的妄图之一。仿人机器人的研究在专门多方面差不多取得了突破，如关键的机械单元，差不多行走能力，整体运动，动态视觉等，然而离我们理想中的要求还相去甚远，还需要在更为具体的某些行动进行研究，仿人二足机器人爬楼梯设计奖机器人的行动具体到爬楼梯动作上，，能够更加适合人类的生活和工作环境，代替人类完成各种作业，能够在专门多方面拓展人类的能力，如下图
1.7设计范畴
一直以来移动型机器人的运动方式大体上包括，轮式，履带式，足式等。履带式爬楼梯的装置原理类似于履带装甲运兵车，原理较为简单，技术也比较成熟，而且传动效率比较高，行走重心波动专门小，运动平稳。然而这类装置重量大，运动不够灵活，爬楼梯时在楼梯边缘会造成庞大的压力，对楼梯有一定的损坏，转弯不方便等问题，有专门大的限制。轮组式，轮组式爬楼梯装置按轮组中使用小轮的个数可分为两轮式，三轮式，以及四轮式。单轮组式结构稳固性较差，在爬楼梯中需要有人协助才能实现。而双轮组式尽管能实现自主爬楼，但由于其体积庞大且偏重，阻碍了她的适用范畴。步行式，其爬楼梯的执行机构由铰链杆件机构组成。上楼梯时，先将负重抬高，在向前移动，如此重复这过程。步行式爬楼梯装置仿照人类爬楼的动作，符合本组研究课题，因此采纳那个方案。步行式爬楼梯装置爬楼梯时运动平稳，适合不同尺寸的楼梯，较为便利。然而他对操作的要求专门高，设计研究专门复杂，运动幅度不大，动作缓慢。
机器人足球设计
void Defender_Right(Environment *env); void Defend1_Right(Environment *env); void Defend2_Right(Environment *env); void Defend_Right_py(Environment *env); 右队防守策略。入口参数：球员指针，环境参量。
机器人足球仿真比赛 课程设计
组 别：A 组 自动化 0409 班 组 员：程钊 012004014613
郝洵 012004014603 潘越 012004014604 王立 012004014626 指导老师：彭刚 提交时间：2005 年 11 月 13 日
机器人足球仿真课程设计
目
录
1． 需求分析
第9页
4．4 程序流程
机器人足球仿真课程设计
第 10 页
机器人足球仿真课程设计
4．5 函数说明 基本动作 void PredictBall ( Environment *env ); 预测球的位置，单步预测，运用微量调节。入口参数：环境参量。
void Velocity ( Robot *robot, double vl, double vr ); 将响应产生的机器人速度写入系统参量中，即引发机器人运动。入口参数：机器人 指针，左轮速度，右轮速度。
新加入的策略 void Kick( Environment *env, Robot *robot, double aim_angle ); 基本动作，绕到球后方，带球运动到对方球场。入口参数：环境参量，球员指针， 目标角度。
足球机器人之策略及路径设计
最後可得到：
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足球机器人之策略及路径设计
支援向量機修正機器人速度 6/6
•圖9：使用SVM得到的速度
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•圖10：使用一般FLC得到的速 度
足球机器人之策略及路径设计
n 最後加入廣義預測控制來幫助我方機器人預估目標下 一次的位置或動作來幫助整個策略更加完善。
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足球机器人之策略及路径设计
前言
n 在生產製造業裡，單一機器人可以取代人力是無庸置 疑，但是在複雜的工作環境下，多重式機器人合作工 作方式會比單一機器人來操控所有的工作來的有效率 但也較為複雜，例如在系統架構中如何決定角色分配， 當系統不理想時如何調整角色分配。
n 多重式機器人系統近年來為許多科學家所深入討論以 及研究，足球機器人就是多重式機器人的一種，所涉 及領域包含控制理論、影像處理、人工智慧、感測訊 號等。
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足球机器人之策略及路径设计
研究動機與目的
n 機器人足球賽的構想起源於加拿大哥倫比亞大學Alan Mackworth教授發表的一篇”On Seeing Robots”[1]的論 文，之後受到學者熱烈的迴響，認為足球機器人比賽 跨多種學術領域整合了機器人學、通訊與電腦技術、 決策與對策，模糊神經網路、人工智慧控制等。
足球机器人之策略及路 径设计
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2020/12/18
机械创新设计课程设计--仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构设计 ppt课件
*腿部设计：
腿部结构是机器人身体里主要的部分，根据仿 生学的知识，人腿部结构大致为：髋关节，和膝 关节，还有踝关节和脚。本文采用曲柄摇杆机构 实现其直线行走和爬楼梯功能的。两组腿交替的 变换使机身能向前运动，他们每组都支撑机体的 重量，并在负重的状态下使机体的前行，所以适 应的刚性和承载能力是非常重要的，所以对承载 能力有着限制。
课题 ：
仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构设 计
设计说明书：
*设计任务 *机械系统运动方案设计的构想 *执行系统机构设计 *机器人创新点 *主要参考资料 *设计心得
设计任务
*设计背景：
国外在二足机器人方面研究已经有100多年历史，成果 较多，但大多都结构复杂，造价昂贵，远远超出人们的经济 承受能力。国内的研究相对较晚，虽然也诞生了很多专利， 但由于收到体积、重量、稳定性级安全问题还没有产品真正 投入实，机构之间连接性 好，制作精度容易保证； 2.机器人稳定性好，四杆机构能循环运动容易现实直 线行走； 3.生产成本低，产品绿色环保。
执行系统机构设计：
*双足机器人步行运动过程分析：
双足机器人的步态规划就是规划机器人的行走步态，水平 地面的基本行走步态有前向步行、侧向步行和转向步行。转向 步行包含了前向步行和侧向步行，是最复杂的步行。图中以左 腿首先作为支撑腿，右腿作为摆动腿为例分解，若右腿首先作 为支撑腿，左腿作为摆动腿只需将图中左右调换即可。
*设计目的：
本设计主要是利用机械原理相关知识合理设计机械腿的 相关尺寸及机构来实现爬楼梯的功能。
机械系统运动方案设计的构想：
*具体方案：
双足机器人步行运动过程中，两只脚交替的与地面，发 生间歇性的相互作用，即交替的出现左脚单支撑，双脚支撑 和右脚单支撑的状态，周期性的不断前进。机器人设计过程 中，腿部采用了四杆机构。腿部结构是机器人身体里主要的 部分，根据仿生学的知识，人腿部结构大致为：髋关节，和 膝关节，还有踝关节和脚。本文采用曲柄摇杆机构实现其直 线行走和爬楼梯功能的。两组腿交替的变换使机身能向前运 动，他们每组都支撑机体的重量，并在负重的状态下使机体 的前行。
双足仿生机器人行走机构设计
双足仿生机器人行走机构设计1. 引言双足仿生机器人是一种模仿人类步行方式的机器人，其行走机构的设计是实现机器人自主行走的关键。
本文将介绍双足仿生机器人行走机构的设计原理、结构与控制方法。
2. 设计原理双足仿生机器人的行走机构设计基于人类步行的原理。
人类步行是一种交替进行的两足动作，每步分为摆动相和支撑相。
在摆动相中，一只脚离地，并向前摆动；在支撑相中，另一只脚着地支撑身体。
机器人的行走机构需要模拟这一过程，通过控制各关节的运动实现机器人的步行。
3. 结构设计双足仿生机器人的行走机构包括传感模块、控制模块和执行模块。
传感模块用于感知机器人身体姿态和环境信息，如倾斜角、步长和地面状态等。
控制模块根据传感器信号和预设的步态参数计算关节的运动轨迹和力矩控制信号。
执行模块根据控制模块的指令，控制各关节运动，实现机器人的步行。
具体的结构设计包括：3.1 关节设计双足仿生机器人的关节设计需要考虑力矩传输、运动范围和结构强度等因素。
一般采用电机驱动的关节设计，通过控制电机的转动角度和力矩，实现机器人的步行动作。
3.2 脚底设计机器人的脚底设计需要考虑地面的摩擦力、稳定性和抗震性等因素。
一般采用具有摩擦力的材料作为脚底，例如橡胶或塑料材料。
同时，在脚底设计中还可以添加传感器，用于感知地面的状态和表面特征。
3.3 稳定性设计双足仿生机器人的稳定性设计是保证机器人能够在不倒地的情况下行走。
稳定性设计包括重心的控制、姿态的调节和动态平衡控制等。
通过控制机器人的关节运动和重心转移，使机器人能够保持平衡并行走。
4. 控制方法双足仿生机器人的行走机构控制方法包括开环控制和闭环控制两种。
4.1 开环控制开环控制是指根据预设的步态参数，通过控制各关节的运动轨迹和力矩，实现机器人的步行。
开环控制简单但稳定性较差，容易受到外界干扰影响。
4.2 闭环控制闭环控制是根据传感器信号和控制模块的反馈信息，实时调整关节的运动轨迹和力矩，以实现更加稳定的步行。
双足竞步机器人设计与制作技术报告模板
双足竞步机器人设计与制作技术报告模板一、引言二、设计原理1.步态模拟双足竞步机器人的关键技术之一是步态模拟。
通过传感器和控制算法，机器人能够模拟人类的步态，并在不同的地形和速度下保持稳定。
这一设计原理是基于人体力学和动力学的研究，通过对关节和肌肉的仿真，实现了机器人的步态模拟。
2.传感器和控制系统双足竞步机器人需要通过传感器来感知外界环境，并通过控制系统来进行运动控制。
常用的传感器包括倾斜传感器、力/力矩传感器和视觉传感器等，用于测量机器人的倾斜角度、步态力矩和周围环境。
控制系统则是根据传感器测量的数据进行计算和控制的核心部分，常用的控制算法包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
三、制作过程1.机械结构设计双足竞步机器人的机械结构设计是机器人制作的重要环节。
由于机器人需要模拟人类的步态，机械结构需要能够实现人类步态的运动。
常用的设计原理包括杆件模型、连杆模型和刚体模型等，通过在设计中考虑杆件的长度、角度和连接方式等因素，实现机器人的步态运动。
2.电子系统设计3.软件系统设计双足竞步机器人的软件系统设计主要包括控制算法和用户界面设计。
控制算法需要根据机器人的步态模拟原理进行编写，实现机器人的稳定行走和竞速。
用户界面设计则是为了方便用户对机器人进行操作和控制，常用的设计方式包括图形界面和命令行界面等。
四、实验结果与分析经过设计和制作，我们成功地完成了一台双足竞步机器人，并进行了相关实验。
实验结果表明，机器人能够模拟人类的步态，并在不同的地形和速度下保持稳定。
同时，机器人还能够进行竞速比赛，并达到了预期的速度。
然而，我们也发现了一些问题。
首先，机器人在不同地形下的稳定性仍然有待提高，特别是在不平坦的地形上。
其次，机器人的竞速能力还有待改善，我们计划在之后的研究中进一步优化机器人的设计和控制算法。
五、总结通过本次的设计与制作，我们对双足竞步机器人的设计与制作技术有了更深入的了解。
步态模拟、传感器和控制系统、机械结构设计、电子系统设计和软件系统设计等都是构成双足竞步机器人的重要技术。
机械创新设计课程设计六足机器人行走机构设计
机械创新设计课程设计题目：六足式机器人的行走机构设计小组成员：班级：指导教师：成绩：1六足是机器人的行走机构设计目录摘要 (4)第一章绪论 (1)1.1. 六足仿生机器人的概念： (1)1.2.课题来源 (2)1.3.设计目的 (2)1.4.技术要求 (2)1.5.设计意义 (2)1.6.设计范围 (3)1.7.国内外的发展状况和存在的问题 (3)1.7.1.国外发展状况 (3)1.7.2.国内发展状况 (4)1.7.3.存在的问题 (5)1.8.具体设计 (5)1.8.1.设计指导思想 (5)1.8.2.应解决的主要问题 (5)1.8.3.本设计采用的研究计算方法 (6)1.8.4.技术路线 (6)第二章六足仿生机器人的步态规划 (7)2.1步态分类 (7)2.1.1 三角步态 (7)2.1.2跟导步态 (7)2.1.3交替步态 (7)2.2步态规划概述 (8)2.3六足仿生机器人的坐标含义 (9)2.4 三角步态的稳定性分析 (12)2.4.1 稳定性分析 (12)2.4.2稳定裕量的计算 (12)2.5三角步态行走步态设计 (13)2.5.1直线行走步态规划 (13)2.5.2转弯步态分析 (15)2.6六足机器人的步长设计 (15)2国际机械设计制造及其自动化专业课程设计（论文）2.7六足机器人着地点的优化 (16)第三章六足机器人的机构分析 (18)3.1四连杆机构的设计 (18)3.1.1理论根据与机构选择 (18)3.2设计参数 (21)3.3步行腿机构系统 (21)3.4 舵机驱动原理 (22)3.4.1驱动原理 (22)3.4.2 舵机控制方法 (22)3.5 六足机器人主体设计 (24)3.5.1 机身 (24)3.5.2腿部的设计 (25)3.5.3足 (25)3.5.4小腿 (26)3.5.5大腿 (27)第四章总结 (28)4.1.设计小结 (28)4.2设计感受 (28)4.3课程设计见解 (28)参考文献 (29)谢辞 (30)3六足是机器人的行走机构设计摘要人类社会的发展，各种各样的机器人正渐渐的走进我们的视野，有很多的地方都用到了机器人，在机器人的领域里越来越多的人开始爱好上了机器人。
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1绪论1.1选题目的机器人足球系统的研究涉及非常广泛的领域，包括机械电子学、机器人学、传感器信息融合、智能控制、通讯、计算机视觉、计算机图形学、人工智能等等，吸引了世界各国的广大科学研究人员和工程技术人员的积极参与。
现在的足球机器人行走机构错在的控制不稳定，行走不灵活等一些问题，通过对足球机器人行走机构的设计，能提高对大学知识的实际运用，解决足球机器人行走稳定性的问题。
这次课程设计我选择了足球机器人行走装置的设计体现了机械结构设计等方面技术的运用。
设计是一项结合机械设计，控制设计，工业设计等多方面设计技术的综合性的设计题目，通过这项设计，我可以综合大学四年学过的各项课程，提高自己的设计水平，为以后工作打基础。
1.2足球机器人的研究现状1.2.1国外研究现状足球机器人是当前机器人研究的一个热点，涉及机器人学、人工智能、智能控制、计算机视觉等多个领域。
足球机器人系统作为一个典型的多智能体协作系统，为机器人学、多智能体系理论研究和技术应用提供了一个理想的实验平台。
目前，国际上足球机器人已发展为两大系列，一是由国际机器人足联组织的微型机器人世界杯足球赛，另一个是国际人工智能学会组织的机器人世界杯足球赛。
国外机器人足球比较发达的国家主要有美国、韩国、日本等国。
1.2.2国内研究现状我国足球机器人事业起步比较晚，但是充分利用后发优势，发展迅速，有些方面已经接近或者达到国际水平。
我国的科研工作者域1997年才开始涉足机器人足球比赛相关领域的研究与探索，1997年东北大学人工智能域机器人研究所加入FIRA并研制开发出卫星足球机器人系统。
1999年4月，中国机器人足球协会在哈尔滨成立，并正式加入FIRA。
童年10月在哈尔滨工业大学举行首届中国机器人足球比赛。
1999年8月，东北大学作为中国第一支代表队参加了在巴西举办的第四届机器人足球比赛，并取得了较好的成绩。
在RoboCup比赛项目上，清华大学和中国科技大学代表了中国的最高水平。
清华大学在2001的RoboCup仿真组中第一次参加比赛即一举夺得金牌，实现了中国RoboCup 金牌零的突破，我国对机器人足球的研究起步较晚，但整体水平提高较快。
今天中国的机器人足球正在逐步发展和壮大起来，引起社会各界的极大兴趣，国内已有十几所大学和科研团体在开展这方面的研究。
图1 机器人足球赛场全视图2足球机器人行走机构的设计2.1足球机器人行走方式机器人在地面上移动的方式通常有三种：车轮式、履带式和步行式。
2.1行走机构选择车轮式移动是最常见的一种地面行进方式。
车轮式移动的优点是：能高速稳定的移动，能量利用效率高，机构和控制简单，在无人工厂中用来搬运零部件, 用途广泛,而且技术比较成熟。
它的缺点是对路面要求较高，适于平整硬质路面，最适合于平地行走, 但不能跨越障碍物, 不能爬楼梯常见的典型三轮和四轮小车机构如图 1 所示. 它们都有驱动轮和自由轮或者驱动轮和舵轮, 能精确控制行走路径和实现指定路径转弯. 图1a 为两种三轮结构自行小车, 图 1b 为一种四轮结构自行小车.图2-1步行移动方式模仿人类或动物的行走机理，用腿脚走路，智能程度也相对较高。
步行式机器人移动速度慢机构复杂. 它的主要特点是不仅能在平地行走, 而且也能在凹凸不平的地面行走, 跨越沟壑与障碍物 , 上下台阶，对环境适应性好，具有广泛的适用性 , 但是要考虑机器人行走时的重心移动及稳定性问题. 步行机器人常见的有两足和多足两类, 多足步行机器人又分为四足六足八足. 为了在凹凸不平的地面上步行和转向, 两足以上的步行机器人各足应有 3 个自由度两足步行机器人为了保证行走时的重心稳定性, 控制算法最为复杂. 四足机器人在静止状态是稳定的, 在步行时, 当一只脚抬起, 另三只脚支撑自重时, 必须移动身体 , 让重心落在三只脚接地点所组成的三角形内. 六足八足步行机器人由于行走时可保证至少有三足同时支撑机体, 在行走时较两足和四足机器人更容易得到稳定的重心位置人们解决步行机器人的转向问题往往从两个方面着手, 一方面完全依靠算法来实现, 称作软件转向 ; 另一方面, 则是从机构设计上想方法, 称作硬件转向 . 两种方法不能够完全分开. 步行机器人显然有较高的环境适应能力. 但是, 也存在着控制复杂性和步行速度低等缺点正因如此，步行移动方式在机构和控制上是最复杂的，技术上也还不成熟，不适于在要求灵活和可靠性高的比赛中。
履带式实际是一种自己为自己铺路的轮式车辆。
它是将环状循环轨道履带卷绕在若干滚轮外，使车轮不直接与地面接触。
履带式的的优点是着地面积比车轮式大，所以着地压强小；另外与路面黏着力强，能吸收较小的凸凹不平，适于松软不平的地面。
因此，履带式广泛用在各类建筑机械及军用车辆上。
由于足球机器人主要适用于机器人足球赛，场地平坦，需要机器人快速稳定的移动，所以这次足球机器人行走机构的设计选择车轮式移动方式。
2.3机器人电路硬件选择根据规则所描述，要求机器人尺寸较为小巧，直径为22cm，并且不允许人工干设其操作，需要自动控制。
因此选用单片机为核心的控制器件，小型直流电机作为动力驱动，可以达到比赛的基本要求。
单片机价格低廉，体积小巧，一般为20引脚或40引脚封装，其中包括了中央处理器，数据存储器、程序存储器输入输出设备。
对于需要灵活机动，精度要求不高，有可扩展性及程序可擦写和简单成熟的编程平台等要求，单片机不失为最合适的选择。
电机选择方面，考虑到机器人本身自重不大，必且场地尺寸有限，可选用小型直流伺服电机，可用电枢电压作为速度控制信号，但必须加装减速箱以适应低转速和大扭矩的应用环境。
2.4传感器元件及转换元件选择通过对比赛规则的解读可以发现，对于球和场地基板的设计是该项比赛中最具特色内容，它对机器人的核心设计――传感器以及比赛的方式产生了决定性的影响。
发出红外光的足球意味着机器人必须有红外传感器来对其进行检测。
红外线波长介于可见光和无线电波之间，大约0.76nm - 1000nm，而光电传感器其所用到的波长选择在近红外区，即0.76 -930nm。
常用的红外线接收元件为光电二极管和光电三极管。
它们可以将接收到的光变化转变的电流变化。
比赛的场地图纸为纵向的黑白灰度渐变，这意味着机器人对进攻方向作出正确判断必须要能读出场地的灰度变化信息。
要实现这一功能，则要用到红外光电反射式传感器。
该元件由红外发光管和接受管组成。
发光管材料一般为砷化钾半导体，发光波长范围在0.76 – 1.5nm，小功率的管压降1.0 – 1.3v，平均工作电流20 – 50mA，红外发管有指向角，光轴，波长，辉度等性能指标。
红外接收管可用上述光电二极管或三极管。
红外元件所接收的信号，根据情况的需要，要进行模拟-数字量的转换，因此需要AD 转换芯片，AD转换的选择要根据所选用的的单片机来确定。
本文所选用的51系列单片机，由于其端口的限制，需要AD转换器具有串口数据输出功能。
图2-2足球机器人系统结构2.5机器人运行算法的构想对比赛过程的规则进行分析后发现，比赛的进行与真实的足球比赛的思维过程是一致的，机器人需要完成下述动作循环图2-32.6足球机器人行走机构设计3轮机器人车体配置结构虽然简单，但稳定性差，遇到冲撞容易倾倒，与3轮相比，4轮稳定性更好。
4轮典型配置有如下两种。
图2-4如图组合为前后轮为万向脚轮，左右两轮为独立驱动轮，其自转中心于车体中心重合，适于在狭窄场地运行。
其灵活性稳定性都比较好。
其缺点是前后轮不能同时着地，加速前进时可能出现俯冲。
图2-5该配置方式是常见的所谓汽车配置方式，车的稳定性较高。
2个操舵轮需要同一个操舵机构协调转向，为了减少后轮摩擦损耗，配备了差动齿轮装置，增加了机构复杂性。
综合各种因素考虑，本设计采用图2-4所示的四轮配置方案。
3足球机器人行走装置控制3.1 直流伺服系统电机的分类3.1.1小惯量直流电机为减少电机的转子的转动惯量，转子形状通常做得细长。
转子的转动惯量跟转子直径平方是成正比例，同时电磁扭矩又跟转子切割磁力线的有效长度成正比，所以，这样做是能够更加有效地提高伺服电机驱动的能力和可控制性能。
这种小惯量直流电机特点是：转动惯量小，基本上是普通电机的1/10；反应快，有良好的换向性能；速度均匀性好，在低速运动中，优势更为明显；扭矩大，最大扭矩约为额定值的10倍。
3.1.2直流印刷电机多层同轴的玻璃胶布板圆盘形转子的有效组合构成了直流印刷电机的转子，圆盘的每一层都印刷有铜箔绕组。
这样的结构可以有效地提高绕组的作用力矩，且转子质量轻，因而所需要的较大的扭矩就可以得到了。
此种电机的特点是：简单的电机结构，成本低；电机绕组和空气的接触面很大，几乎完全接触，通风散热性能好，因而过载能力强；既轻又具有小的电磁惯性，这样良好的条件让直流印刷电机具有好的换向性能和调速性能。
3.1.3杯形转子直流电机这种杯形电机如其名字一样，转子做成空心杯的形状，这样的结构可以把转动惯量减小，同时就把可靠性提高了。
3.1.4宽调速直流电机这种电机的优点有：a.响应速度快，因此转子惯性得到了保留，还提高了扭矩；b.功率能够得到一个足够大的值，对要求有大负载和其他特殊配重的系统中比较适合。
大惯量宽调速直流伺服电机和小惯量直流伺服电机通常作为直流伺服系统的伺服电机使用。
前者是有刷结构的，而且结构复杂、转速有限、价格较高。
只适应于某些特殊场合。
后者结构简单且快速性好。
被应用于众多的伺服系统中。
直流伺服电机主要有以下几个特点：1、可以方便地实现在宽范围内的无级调速，故多采用在对电动机的调速性能要求较高的场合；2、功率因子高；3、启动转矩大，启动电流小:直流伺服电动机的机械特性和调节特性其它直流电动机枢控时相应特性类似，所以它的启动转矩大，启动电流小，调节范围宽；4、电动机输出功率高；5、调速精度高，调速范围广，过载能力强，制动特性良好，气隙磁通密度高，动态性能好；6、转子转动惯量小，响应速度快:相同功率电机可以显著减小电机的体积和重量；7、结构简单，可靠性高，稳定性好，适应性强，维修与保养简单。
8、高效率。
3.2 轮式机器人直流伺服电机的数学模型对于连续的线性定常系统，其数学模型是常微分方程，经过拉式变换，可用传递函数和动态结构框图表示。
直流电机数学模型建立的基本步骤如下：1、根据系统中各环节的物理规律，列出描述该环节动态过程的微分方程。
2、求出个环节的传递函数。
3、组成系统的动态结构框图，并求出系统的传递函数。
直流电机在额定励磁下的等效电路如图2.1：M+U d0-L I dE+-图3-1 直流电机在额定励磁下的等效电路其中电枢回路总电阻R 和电感L 包含电力电子变换器内阻、电枢电阻和电感以及可能在主电路中接入的其他电阻和电感，规定的正方向如图所示。