(完整版)双足竞步机器人设计与制作技术报告
双足竞步机器人控制系统设计与实现
双足竞步机器人控制系统设计与实现感知模块主要包括视觉传感器、力觉传感器、陀螺仪等。
视觉传感器用于获取机器人周围环境的图像信息，力觉传感器用于感知机器人与环境之间的力，陀螺仪用于感知机器人的姿态和角速度。
感知模块将获取到的信息传输给决策模块进行处理。
决策模块主要包括步态规划、姿态控制等。
步态规划根据机器人所处的环境和任务要求，确定机器人的行走步态。
姿态控制根据机器人的姿态信息，控制机器人的身体动作。
决策模块将计算得到的决策传输给执行模块。
执行模块主要包括运动控制器和执行器。
运动控制器根据决策模块的指令，控制执行器的运动。
执行器是机器人的关节执行机构，通过控制关节的旋转，使机器人能够执行相应的动作。
在双足竞步机器人的控制系统中，需要考虑的问题有很多。
首先，需要考虑如何将感知模块获取到的信息进行融合，从而得到准确的环境状态。
其次，需要设计合理的步态规划算法，确保机器人能够平稳地行走。
同时，需要实时调整机器人的姿态，以适应不同的运动要求。
最后，需要保证控制系统的稳定性和鲁棒性，避免系统因外界干扰而产生故障。
为了验证双足竞步机器人控制系统的设计与实现，可以设计实验，并对实验结果进行分析。
可以通过不同的环境和任务场景，测试双足竞步机器人的行走能力和稳定性。
实验中可以使用运动捕捉系统对机器人的运动进行跟踪，并对机器人的步态和姿态进行分析。
总之，双足竞步机器人控制系统设计与实现需要综合考虑感知、决策和执行等方面的问题。
通过合理的系统设计和实验验证，可以实现双足竞步机器人的准确控制和稳定运动。
双足机器人技术设计
双足技术设计1.引言本文档旨在介绍双足技术设计的细节和要点。
双足是一种仿真人类双腿行走的，具备稳定性、灵活性和智能性。
该文档将涵盖双足的硬件设计、动力系统、步态规划、感知与导航等关键方面的设计内容。
2.双足的硬件设计2.1 机械结构设计2.1.1 身体结构设计2.1.2 关节设计2.1.3 材料选择2.2 传感器选择与布置2.2.1 视觉传感器2.2.2 陀螺仪与加速度计2.2.3 压力传感器2.3 控制器设计2.3.1 控制器类型选择2.3.2 控制器布局与组织3.双足的动力系统3.1 动力源设计3.1.1 电源类型选择3.1.2 电源功率计算3.2 动力传输设计3.2.1 电机类型选择3.2.2 齿轮传动设计3.3 动力控制设计3.3.1 速度控制算法3.3.2 力矩控制算法4.双足的步态规划4.1 步态分析4.1.1 单支撑相与双支撑相4.1.2 步长与步频计算4.2 步态规划算法4.2.1 基于倒立摆模型的步态规划4.2.2 模仿学习算法的步态规划5.双足的感知与导航5.1 视觉感知5.1.1 目标检测与跟踪5.1.2 场景理解与地图5.2 位置定位与姿态估计5.2.1 GPS定位5.2.2 惯性测量单元（IMU）定位5.3 路径规划与控制5.3.1 基于地图的路径规划5.3.2 避障算法设计6.附件本文档涉及的附件包括技术图纸、控制算法代码、测试数据等。
附件的详细内容可在实际项目中进行补充。
7.法律名词及注释- 专利权：对新发明的技术、产品或方法享有的独有权利。
- 商标：用于标识和区分商品或服务来源的符号、标记或名称。
- 著作权：对文学、艺术、科学作品的独立创作享有的法律权益。
双足竞步机器人设计与制作技术报告
双足竞步机器人设计与制作技术报告摘要本报告介绍了双足竞步机器人的设计与制作技术。
首先介绍了双足竞步机器人的背景和应用领域，然后详细讲解了机器人的整体设计思路和关键技术，包括步行算法、动力系统、传感器系统等。
接着介绍了机器人的制作过程和各个部件的选材与制作方法。
最后，对该机器人进行了实验验证和性能评估，并提出了进一步的改进方向。
关键词：双足竞步机器人、设计、制作、技术、步行算法一、引言双足竞步机器人作为一种仿生机器人，可以模拟人类的步行方式，具有广泛的应用前景。
本报告旨在介绍双足竞步机器人的设计与制作技术，为相关领域的研究人员提供借鉴和参考。
二、双足竞步机器人的背景和应用领域双足竞步机器人是一种类似于人类的步行机器人，可以进行类似于人类的步行运动。
由于其具有良好的稳定性和灵活性，因此在许多领域有着广泛的应用前景，如医疗康复、工业生产等。
三、双足竞步机器人的整体设计思路双足竞步机器人的整体设计思路包括步行算法的设计、动力系统的设计和传感器系统的设计等。
步行算法是机器人实现类似于人类步行的关键，通过对人类步行的分析和建模，设计出合适的算法来控制机器人的步伐和平衡。
动力系统是机器人的运动能力的基础，需要选用合适的电机和驱动器来提供足够的动力。
传感器系统用于获取机器人周围环境的信息，需要选用合适的传感器并设计相应的信号处理算法。
四、双足竞步机器人的制作过程双足竞步机器人的制作过程包括选材和制作各个部件、装配和调试等步骤。
选材需要根据机器人的要求选择合适的材料，如轻量化的材料和具有良好刚度的材料。
制作部件需要基于设计图纸进行加工和制造，包括框架、关节和传动装置等。
最后进行装配和调试，确保机器人能够正常运行。
五、双足竞步机器人的实验验证和性能评估对于双足竞步机器人的实验验证和性能评估可以通过搭建仿真平台或实际制作机器人来进行。
通过与人类的步行进行对比，评估机器人的步态和平衡性能。
同时还可以测试机器人在不同地形和环境下的稳定性和适应性。
双足机器人制作实训报告
一、引言随着科技的发展，机器人技术已经渗透到各个领域，其中双足机器人因其独特的结构和工作方式，在行走、平衡控制、避障等方面具有广泛的应用前景。
为了更好地掌握双足机器人的设计与制作技术，提高动手能力和创新意识，我们小组在指导老师的带领下，开展了双足机器人制作实训。
二、实训目的1. 了解双足机器人的基本原理和结构特点。
2. 掌握双足机器人的设计方法和制作流程。
3. 提高动手能力和创新意识，培养团队协作精神。
4. 通过实训，提高对机器人技术的认识和兴趣。
三、实训内容1. 需求分析：根据实训要求，我们小组对双足机器人的功能和性能进行了详细分析，确定了以下设计目标：- 机器人能够实现基本的行走和平衡控制。
- 机器人具有一定的避障能力。
- 机器人结构简单，便于制作和调试。
2. 方案设计：根据需求分析，我们小组提出了以下设计方案：- 机器人采用双足结构，模拟人类行走方式。
- 机器人采用步进电机作为驱动装置，实现行走和平衡控制。
- 机器人采用Arduino单片机作为控制核心，实现各项功能的协调与控制。
- 机器人采用红外传感器进行避障。
3. 元器件选型：根据设计方案，我们小组选用了以下元器件：- 步进电机：用于驱动机器人的行走和平衡控制。
- Arduino单片机：作为控制核心，实现各项功能的协调与控制。
- 红外传感器：用于检测周围环境，实现避障功能。
- 亚克力板：用于制作机器人的外壳和结构件。
- 伺服电机：用于控制机器人的腿部运动。
4. 制作过程：- 机械结构设计：我们小组使用AutoCAD软件进行了机器人的机械结构设计，包括腿部、躯干、头部等部分。
- 结构件加工：根据设计图纸，我们小组使用激光切割机将亚克力板切割成所需的形状，并进行了打磨和组装。
- 电路设计：我们小组设计了机器人的电路图，包括电机驱动电路、单片机控制电路、传感器电路等。
- 组装与调试：我们将所有元器件按照电路图连接起来，并进行组装和调试，确保机器人能够正常工作。
小型舞蹈双足机器人的设计及实现
小型舞蹈双足机器人的设计及实现
导言
随着科技的不断发展，机器人已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
在舞蹈领域，
机器人也开始发挥重要的作用，可以通过编程和控制实现各种舞蹈动作。
本文将设计和实
现一个小型舞蹈双足机器人，通过结合机械结构设计、电子控制系统和编程算法，实现机
器人的舞蹈动作。
一、机器人的设计
1. 机械结构设计
机器人的机械结构设计是实现舞蹈动作的基础。
我们设计一种双足机器人，可以在平
稳的地面上进行舞蹈动作。
机器人的双足结构采用轻量、坚固的材料制作，同时保证机器
人的平衡性和稳定性。
双足机器人的关节部分采用柔性材料设计，可以实现多种舞蹈动作。
双足机器人的步态设计要符合舞蹈的节奏和韵律，能够实现舞蹈动作的美感和流畅度。
2. 电子控制系统设计
机器人的电子控制系统是实现舞蹈动作的关键。
我们设计一种基于脉冲宽度调制（PWM）的双足机器人控制系统，可以实现机器人的步态控制和舞蹈动作的编程控制。
控制系统采
用微处理器作为核心控制单元，可以实现舞蹈动作的实时控制和优化调整。
控制系统还需
要包括传感器模块，能够实时监测机器人的姿态和环境信息，保证机器人的稳定性和安全性。
3. 编程算法设计
机器人的舞蹈动作是通过编程算法进行控制和实现的。
我们设计一种基于动作规划和
运动控制的编程算法，可以实现机器人舞蹈动作的优化和实时调整。
编程算法需要考虑机
器人的动力学特性和机械结构特点，能够有效控制机器人的步态和姿态，实现各种舞蹈动作。
小型舞蹈双足机器人的设计及实现
小型舞蹈双足机器人的设计及实现一、设计目标小型舞蹈双足机器人的设计目标是实现优雅、灵动的舞蹈动作。
通过机器人的动作表达，让观众感受到机器人的舞蹈艺术，并与观众产生共鸣。
二、系统架构小型舞蹈双足机器人的系统架构主要包括硬件系统和软件系统两部分。
硬件系统：1. 双足机器人的身体结构，由头部、颈部、躯干、双臂和双腿构成。
身体结构要求轻巧、均衡，以便机器人能够完成各种舞蹈动作。
2. 传感器模块，包括陀螺仪、加速度计等，用于检测机器人的姿态和运动状态。
3. 动力系统，由电机、减速器等组成，实现机器人的运动驱动。
软件系统：1. 运动规划算法，通过分析舞蹈动作的细节，确定机器人的运动轨迹和姿态变化。
2. 实时控制系统，通过控制机器人的动力系统，实现舞蹈动作的执行。
3. 编程界面，提供给用户进行编程，实现自定义的舞蹈动作。
三、关键技术小型舞蹈双足机器人的实现需要解决一些关键技术问题：1. 动作分析与规划根据舞蹈动作的特征和要求，分析舞蹈动作的细节，确定机器人的运动轨迹和姿态变化。
2. 运动控制与同步根据运动规划的结果，通过实时控制系统控制机器人的动力系统，实现舞蹈动作的执行。
需要保证机器人的双足运动的同步性，使机器人的舞蹈动作更加协调。
3. 传感器数据融合通过陀螺仪、加速度计等传感器获取机器人的姿态和运动状态数据，并对数据进行融合处理，以提供给运动控制系统进行实时控制。
4. 用户编程界面舞蹈机器人需要提供给用户一个直观、友好的编程界面，使用户可以根据需要自定义舞蹈动作，并将编程结果上传给机器人进行执行。
四、实现方法小型舞蹈双足机器人的实现方法主要包括以下几个步骤：1. 设计机器人的身体结构，包括头部、颈部、躯干、双臂和双腿等。
根据设计目标，选择轻巧、均衡的材料和结构，使机器人能够完成各种舞蹈动作。
2. 设计传感器模块，包括陀螺仪、加速度计等。
选择合适的传感器，安装在机器人的身体各个部位，以检测机器人的姿态和运动状态。
双足竞步机器人设计与制作技术报告
双足竞步机器人设计与制作技术报告一、引言二、设计原理1.动力系统2.传感系统3.平衡控制系统平衡是双足机器人最基本的功能之一、平衡控制系统基于双足机器人的运动状态及传感器信息，通过反馈控制算法实现平衡控制，使机器人能够保持稳定的步态。
4.步态控制系统步态控制系统主要通过控制机器人的下肢运动，完成双足的协调步行。
常见的步态控制算法有离散控制、预先编程控制、模型预测控制等。
三、制作过程1.机械结构设计2.电子系统设计电子系统设计主要包括电路设计和控制系统设计。
电路设计需要根据机器人的运行需求进行电源和信号处理电路的设计。
控制系统设计需要根据机器人的传感信息和控制算法，选择合适的控制器和通信模块。
3.程序开发与调试程序开发是制作双足竞步机器人不可或缺的一步。
在程序开发过程中，需要针对平衡控制、步态控制和传感器数据处理等方面进行编程，并进行相应的调试与优化。
四、技术难点与解决方案1.平衡控制技术2.步态规划与控制技术步态控制是双足竞步机器人实现协调步行的关键。
根据机器人的设计和运行需求，选取合适的步态控制算法，并进行动态规划和控制，可以实现优化的步态控制。
3.动力系统设计与电路优化机器人的动力系统设计要考虑电机选择、电机驱动电路和电源供应等多个方面。
同时，还需要对电子电路进行优化，减小功耗和提高效率，以提高机器人的运行时间和性能。
五、总结双足竞步机器人的设计与制作技术包括机械结构设计、电子系统设计、程序开发与调试等多个环节。
通过充分考虑机器人的平衡控制和步态控制等关键技术，可以设计出性能优良的双足竞步机器人。
但是，在设计与制作过程中还需要不断尝试与改进，以逐步优化机器人的性能。
【两足机器人课程设计报告】
【两足机器人课程设计报告】两足机器人课程设计报告两足机器人课程设计报告目录目录 ......................................................................1 第一章绪论 ..........................................................2第二章:硬件设计 (3)2.1硬件介绍 .......................................................32.1.1传感器介绍 (3)2.1.2舵机介绍 (5)2.2结构设计 .......................................................62.2.1 机器人结构示意图 (6)2.3 驱动器的选择 (7)2.3.1驱动方式 (7)2.3.2电动机驱动 ............................................. 8 第三章软件设计 (9)3.1步态设计 ......................................................103.2控制策略 ......................................................16 第四章设计总结 (16)参考文献: (17)- 1 -两足机器人课程设计报告第一章绪论随着社会的不断发展，各行各业的分工越来越明细，尤其是在现代化的大产业中，有的人每天就只管拧一批产品的同一个部位上的一个螺母，有的人整天就是接一个线头，就像电影《摩登时代》中演示的那样，人们感到自己在不断异化，各种职业病逐渐产生，于是人们强烈希望用某种机器代替自己工作，因此人们研制出了机器人，用以代替人们去完成那些单调、枯燥或是危险的工作。
由于机器人的问世，使一部分工人失去了原来的工作，于是有人对机器人产生了敌意。
综合设计两足步行机器人
方案二的步行特点
设计方案的评价与选择
对于腿部机构的设计，通过对方案一二的综合分析还考虑，建 立了综合评价指标如下：
评价项目
得分等级
评价尺度
目标完成情况F1 行走稳定程度F2
逼真程度F3 复杂程度F4 机构可调性能F5
完全实现功能要求
10
基本实现功能要求
5
部分实现功能要求
2
不能实现功能要求
0
非常稳定
推程采用正弦加速度运动规律，即 s h[( ) 1 sin( 2 )] 0 90
0 2
0
推程角定为90度，那么
s h[( ) 1 sin( 2 )] 90 2 90
0 90
由于大腿需要在抬高的同时小腿伸展过程中保持不动，所以腿 需要在空中停留数秒，故采用了大腿凸轮的的远休止过程，此时
No Image
此过程及为小腿的弯曲过程；
当小腿弯曲一定程度后需要及时伸展着地，以便另一只脚的运动，故
小腿弯曲后凸轮应立即回程，回程角定为90度，故 采用等加速运动规律，即：
双足竞步机器人智能步行者技术报告
WORD资料下载可编辑双足竞步机器人智能步行者技术报告目录摘要 (II)目录 ................................................................................................................................................ I II 第一章引言 ............................................................................................................................. - 1 -1.1机器人控制技术的国内外研究现状......................................................................... - 1 -1.2双足机器人的特点 .................................................................................................... - 1 -1.3机器人的发展趋势 .................................................................................................... - 2 - 第二章机械机构设计 ............................................................................................................. - 3 -2.1固件选型与安装 ........................................................................................................ - 3 -2.2固定件实物图 ............................................................................................................ - 4 -2.3安装步骤 .................................................................................................................... - 4 - 第三章电路硬件设计 ............................................................................................................. - 5 -3.1最小系统板 ................................................................................................................ - 5 -3.2电源模块 .................................................................................................................... - 6 -3.3电机模块 ................................................................................................................... - 7 -3.4循迹模块 (7)第四章软件设计 ..................................................................................................................... - 8 -4.1逻辑机构图 ................................................................................................................ - 8 -4.2软件的实现方法 ........................................................................................................ - 9 - 第五章步态规划设计 (11)第六章总结 ........................................................................................................................... - 12 -6.1不足以及改进 .......................................................................................................... - 12 -附录A部分程序源码..................................................................................................... - II - 附录B电路板设计原理图............................................................................................ - IV -第一章引言1.1机器人控制技术的国内外研究现状双足机器人是当今机器人研究领域最为前沿的课题之一，它集机械、电子、计算机、材料、传感器、控制技术及人工智能等多门学科于一体，是一个国家高科技实力的重要标志。
(word完整版)双足竞步机器人技术总结报告,推荐文档
双足竞步机器人技术总结报告编制单位：侏罗纪工作室作者：侯兆栋版本：V0.1发布日期：2010-8-20审核人：批准人：•引言2010年中国机器人大赛已经结束，回顾整个比赛及赛前调试过程，我们遇到了很多问题，下面就将我们遇到的问题做一分析和总结，并提出改进方案，对我们以后的工作有所帮助。
•遇到的问题及原因分析•机器人稳定性不好机器人在走路的过程中不稳，比较晃。
造成此问题的原因有两个：1.机器人高度过高。
由于我们用成型的U型套件，套件高度是固定的，我们必须将腿做成一定的高度才能保证腰翻下去不压脚；下面两个套件决定了腰的高度，所以总体下来我们的机器人高度比较高，导致机器人重心比较高，平衡性不好，造成不稳定。
2.步态设计不合理。
在动作上需要6个舵机同时配合，要做到很协调，还是很有难度的，某个舵机的角度，速度都会对整个机器人的行走造成影响，这也是造成机器人走路不稳定的原因。
•舵机控制问题舵机控制原理控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。
它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。
最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。
当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。
电源线和地线用于提供舵机内部的直流电机和控制线路所需的能源．电压通常介于4～6V，一般取5V。
注意，给舵机供电电源应能提供足够的功率。
控制线的输入是一个宽度可调的周期性方波脉冲信号，方波脉冲信号的周期为20 ms(即频率为50 Hz)。
当方波的脉冲宽度改变时，舵机转轴的角度发生改变，角度变化与脉冲宽度的变化成正比。
•上电机器人乱动问题在于上电程序初始化时，没有给出一个确定的值来产生一个确定的脉冲，脉冲给舵机后，舵机状态不定，就出现了乱动的现象。
•舵机抖动在调试过程中，舵机出现抖舵的问题，主要原因有：1、控制板供电电源电压不足控制板供电电源电压不足，引起芯片电源电压不稳定，导致输出脉冲抖动，测得当供电电压降低到5V以下经过78M05稳压，再经过ASM1117稳压后，输出脉冲高电平电压再2.5V左右，是一不可靠的高电平，输入舵机控制电路后，输出的直流偏置电压不准确，导致舵机抖动。
小型舞蹈双足机器人的设计及实现
小型舞蹈双足机器人的设计及实现随着科技的不断发展，机器人已经逐渐成为了人们生活中不可或缺的一部分。
双足机器人更是备受关注，因为它能够模仿人类的步态和行走方式，具有很高的研究和实用价值。
本文将着重介绍小型舞蹈双足机器人的设计和实现过程。
一、设计方案1.1 结构设计小型舞蹈双足机器人的结构设计需要考虑到机器人的稳定性和灵活性。
一般来说，双足机器人的结构包括两条腿、躯干和头部。
由于设计的是小型舞蹈机器人，所以结构设计的关键是要保证其舞蹈动作的流畅性和美观性。
1.2 控制系统设计小型舞蹈双足机器人的控制系统设计是整个机器人设计中最为关键的一部分。
控制系统需要保证机器人可以按照预设的舞蹈动作进行运动，并能够对外界环境的变化做出及时的反应。
控制系统通常采用的是传感器和执行器相结合的方式。
传感器可以用来感知机器人身体的姿态和环境的变化，执行器则用来控制机器人的运动。
在小型舞蹈双足机器人的设计中，通常会采用陀螺仪、加速度计和位置传感器等来感知机器人身体的姿态，然后通过舵机等执行器来控制机器人的运动。
1.3 电源供应与动力系统设计小型舞蹈双足机器人通常会采用锂电池或者镍氢电池作为电源供应，这样可以保证机器人的动力足够，同时又能够保持机器人的轻巧性。
动力系统通常会采用电机和舵机相结合的方式，电机用来提供机器人的移动动力，舵机用来控制机器人的身体姿态。
二、实现过程2.1 结构制作与装配在实现小型舞蹈双足机器人的过程中，首先需要进行结构制作与装配工作。
根据设计方案，制作机器人的腿部、躯干和头部，并进行装配。
在装配过程中需要保证机器人的结构稳定，同时要保证机器人的外形美观。
在结构制作与装配完成之后，就需要进行控制系统的调试工作。
首先需要编写控制程序，然后进行传感器和执行器的调试，保证机器人可以按照预设的舞蹈动作进行运动。
在调试过程中需要考虑到机器人的稳定性和姿态控制的准确性。
最后需要进行电源供应与动力系统的调试工作。
将电池与动力系统连接起来，然后进行动力系统的调试，保证机器人的动力足够，并且能够保持机器人的轻巧性。
双足竞步机器人的原理与设计
双足竞步机器人的原理与设计发布时间：2021-01-14T07:21:03.931Z 来源：《中国科技人才》2020年第23期作者：裴爱岭[导读] 本文主要介绍了单电机双足竞步机器人的设计与调试。
根据人类的行走方式与已有仿人机器人的行走步态进行简单的规划，设计出简化结构模型，以此为基础进行了适当调整和整体规划，逐步设计出符合单电机双足竞步机器人，通过反复的调试与和验证，最终使得机器人能顺利的完成3米跑道的竞步任务。
威海职业学院山东威海 264210摘要：为提高高职院校机器人技术专业学生的专业技能与动手能力，设计一款双足竞步机器人，双足步行机器人体积相对较小，对非结构性环境具有较好的适应性，避障能力强，移动盲区小等优点，本文主要介绍了单电机双足竞步机器人的设计与调试。
根据人类的行走方式与已有仿人机器人的行走步态进行简单的规划，设计出简化结构模型，以此为基础进行了适当调整和整体规划，逐步设计出符合单电机双足竞步机器人，通过反复的调试与和验证，最终使得机器人能顺利的完成3米跑道的竞步任务。
关键词：单电机双足机器人；步态规划；整体优化序言机器人诞生对人类的生产模式的变革起了很大的推动作用，已经广泛应用在多个行业乃至多个领域，影响着人们衣食住行日常生活的方方面面。
从航空宇航、工厂应用到家居生活有很多的机器人产品，例如，军用防爆机器人、医疗机器人、儿童智能家教机器人等，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当前许多前沿领域的技术。
机器人产业在国内外均发展比较迅猛，随着电子技术的飞速发展，智能机器人在多个领域代替人类完成无法完成的作用。
同时张红霞老师在《国内外工业机器人发展现状与趋势研究》[1]中说道：“自2009年以来，中国机器人市场持续快速增长，工业机器人年均增长速度超过40%，到目前为止，中国工业机器人市场份额约占全球市场的1/5；以教育、清扫等为代表的服务机器人在国内也在逐步进入市场。
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。
两足式自走机器人实验报告
两足式自走机器人实验报告本实验旨在设计和制作一种能够实现自主行走的两足式机器人，并通过实验验证其稳定性和行走能力。
通过该实验，能够加深对机器人结构和运动控制的理解，同时探索机器人在不同环境下的适应能力。
实验原理：两足式机器人是一种模仿人类步行的机器人，其设计灵感来源于人类运动生理学和动物运动机制。
在机器人的机械结构上，通常采用两条类似于人的双腿，脚部配有足底传感器以获取地面信息。
控制系统利用回馈控制和动态平衡算法，实现机器人的稳定行走。
实验步骤和结果：1. 设计和制作机器人的机械结构：根据机器人的预期功能和要求，设计机器人的双腿结构，选择合适的材料进行制作。
通过螺旋电机和关节连接完成机械结构的组装。
2. 完成机器人的电子设计和控制系统的搭建：设计机器人的电子线路，包括传感器、执行机构和控制芯片等。
设置动态平衡算法和运动控制程序，并进行算法调试和优化。
3. 进行机器人的行走实验：将机器人放置在光滑的地面上，通过控制程序操控机器人进行行走。
观察机器人步态和姿态的稳定性，记录机器人的行走速度和穿越障碍物的能力。
通过实验，我们得到了以下结果：1. 机器人能够实现基本的稳定行走：机器人能够通过动态平衡算法保持两腿的平衡，保证机器人不倒下。
虽然在初期的测试中机器人有时会出现摇晃和摆动的情况，但经过算法的调优和参数的优化，机器人能够保持更好的稳定性。
2. 机器人的行走速度较慢：由于机器人使用的是电机驱动的关节，其速度受到电机的转速限制。
因此，机器人的行走速度相对较慢，需要进一步优化驱动系统以提高机器人的运动速度。
3. 机器人的障碍物穿越能力有待提高：在穿越障碍物的实验中，机器人会遇到平衡和稳定性的挑战。
当障碍物高度较高时，机器人容易失去平衡而倒下。
因此，需要改善机器人的感知和控制系统，提高其在复杂环境中的适应能力。
实验总结：通过本实验，我们成功设计和制作了一种两足式自走机器人，并验证了其行走能力和稳定性。
实验结果表明，机器人能够实现基本的稳定行走，但其行走速度和穿越障碍物的能力还有待提高。
ARMOR-1双足竞步机器人的设计与开发
２１ ． 硬件各组件
Ａ ＲＭＯＲ一 的各组 件如 下 。 １
（１ ）舵 机 （ 量 ： ５ ｇ；减 速 比 ： １ ２ ４；输 入 电 压 ： 重 ５ ／５
７￣Ｏ Ｖ ｌＶ；最 大扭 矩 ：１ｋ ｆ ｍ～ ６５ ｇ． ２ ｇ． １．ｋ ｆ ｍ；转 ｃ ｃ
速 ：０２ ９ ／ ０ ￣ １ ６／ ０ ） ； （ ．６ ｓ ６ 。 ０ ９ ｓ ６ ｏ ２）锂 电池
Ａ ＲＭＯＲ一１ 大尺 寸 为 １０ ｍ （ ） ×１３ ｍ （ ） Ｘ２ ０ 最 ６ｒ ａ 长 ０ｒ ａ 宽 ４ ｍｍ
（ ），重量 为０ ｋ 。 高 ． ｇ ９
（ 叉足 脚板 ）； （ １ 压 重 ； （ ２ ｕ型结 构 交 １） １）
２２硬 件结构 组装 ．
Ａ Ｍ ＯＲ－ 的组 装思 路如 下 ： Ｒ ．１ 一
ｕ型结 构一 侧 。
铝 片１（ 上片 ）：保护电池和控制板
铝片２（ 下片 ）：与舵机连接
囵
２ １ 年７ Ｊ０ ｌ 《 ０ ｏ ，３ Ｅ 机器人技术与应用 》 ３ Ｅ ５
螺 丝
电池 和控 制板 ； （ ）铝片 ２（ 片 ）：与舵 机 连 ５ 下
１ 号板
脚 底板
２ 号板
交叉足脚板
（ ）脚板 上用 压重 物调 节 翻转 时的 重心 。 ３ （ 为 了减 轻 机器 人 主板 落 地 时 的冲 力 ，在 左上面 的铝 片粘 ４）
贴泡 沫 。
Ａ ＭＯ Ｒ Ｒ一１ 的装配 过程如 下 ：
（ ）连舵机 ，用 １ 板作 为 关节连 接两 个 舵机 。 １ 号
舵 机
（ ２３ ２ ０ ｍ ）； （ ）控 制板 ； （ ）铝 片 １（ 片 ）：保护 １． Ｖ ００ Ａ ３ ４ 上
小型舞蹈双足机器人的设计及实现
小型舞蹈双足机器人的设计及实现一、机器人设计1. 功能需求分析舞蹈双足机器人主要用于模仿人类的舞蹈动作，因此它需要具备以下功能：- 平衡控制：机器人需要能够自主保持平衡，避免摔倒。
- 动作控制：机器人需要能够根据预定的舞蹈动作进行灵活的运动。
- 敏感度：机器人需要能够感知周围环境，以便根据环境变化做出相应的动作调整。
- 电能供应：机器人需要长时间运行，因此需要有稳定的电源供应系统。
2. 机械结构设计机器人的机械结构设计是实现各种功能的基础。
一种常见的设计方案是将机器人分为上下两部分，上半部分为机械臂，下半部分为双足。
机械臂用于控制机器人的舞蹈手臂动作，而双足用于实现舞蹈步伐。
机器人的骨架采用轻质的合金材料，以保证机器人的灵活性和稳定性。
3. 传感器选择为了保证机器人的平衡和灵活性，需要配备各种传感器来感知机器人的姿态和环境变化。
常见的传感器包括加速度计、陀螺仪、力传感器等。
加速度计可以用来测量机器人的加速度和姿态，以判断机器人的倾斜程度；陀螺仪可以用来感知机器人的旋转角度和转动速率；力传感器可以用来检测机器人双足与地面的接触力，以确保机器人的稳定性。
二、机器人实现1. 运动控制算法机器人的运动控制算法是舞蹈双足机器人实现舞蹈动作的关键。
一种常用的控制算法是基于动力学模型的反馈控制算法。
该算法通过对机器人系统的建模，并结合传感器数据对系统进行反馈控制，实现机器人的平衡控制和舞蹈动作控制。
2. 软件系统设计为了实现对机器人的控制和指令发送，需要设计机器人的软件系统。
该系统包括机器人控制程序和用户界面。
机器人控制程序负责接收外部指令，实现运动控制算法，并控制机器人的运动。
用户界面用于用户与机器人进行交互，包括指令输入和运动状态显示。
3. 电源供应系统机器人需要长时间运行，因此需要设计稳定的电源供应系统。
一种常见的解决方案是使用锂电池作为机器人的电源。
该电池具有较高的能量密度和长 cycle 寿命，适合用于机器人的供电。
双足竟步机器人研究报告
学 校：山东科技大学 队伍名称：Robot Master 参赛队员：杨 田 沈 李 郑 带队教师：徐
山东省高校第五届机器人大赛技术报告
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解山东省高校第四届机器人大赛暨国际水下机器人邀请赛关于 保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人， 比赛组委会可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及 参赛机器人的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
1.1 双足机器人现状..................................................................................................................1 1.2 本课题研究意义..................................................................................................................1 1.3 竞赛要求..............................................................................................................................1 第二章 双足步行机器人总体分析.................................................................................................. 2 2.1 目标定位..............................................................................................................................2 2.2 设计思路..............................................................................................................................2 第三章 机械结构设计.......................................................................................................................3 3.1 自由度的配置......................................................................................................................3
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中国矿业大学徐海学院双足竞步机器人设计与制作技术报告队名：擎天柱班级：电气13-5班成员：郭满意游世豪侯敏锐唐丽丽侯伟俊王胜刘利强杨光题目：双足竞步机器人任课教师：***2015 年12月双足竞步机器人设计与制作任务书班级电气13-5班学号22130263 学生姓名郭满意任务下达日期：2015年10月16 日设计日期：2015 年11 月1 日至2014年12月31日设计题目：双足竞步（窄足）机器人的设计与制作设计主要内容和完成功能：1、双足竞步机器人机械图设计；2、双足竞步机器人结构件加工；3、双足竞步机器人组装；4、双足竞步机器人电气图设计；5、双足竞步机器人控制板安装；6、整机调试7、完成6米的马拉松比赛。
教师签字：摘要合仿人双足机器人控制的机构。
文章首先从机器人整体系统出发，制定了总体设计方案，再根据总体方案进行了关键器件的选型，最后完成了各部分机构的详细设计工作。
经过硬件设计、组装；软件设计、编写；整体调试，最终实现外型上具有仿人的效果，在功能上完全满足电气各部件机载化的安装要求。
本文介绍一个六个自由度的小型双足机器人的设计、调试与实现。
包括机械结构设计、电路设计与制作，机器人步态规划算法研究，利用Atmega8 芯片实现了对六个舵机的分时控制，编写 VC 上位机软件,通过串口通信对双足竞步机器人进行调试，通过人体仿生学调试出机器人的步态规划。
实现了双足竞步机器人稳定向前行走、立正。
关键词：双足机器人、机械结构目录1 系统概述 (1)2 硬件设计 (2)2.1机械结构 (2)3.2 PC 上位机调试软件设计 (4)4 系统调试 (5)5 结束语 (6)6 参考文献 (7)7 附录 (8)7.1源程序 (8)7.2相关图片 (9)1 系统概述针对项目根据实际拟订目标，结合我们所学知识，从仿人外形和仿人运动功能实现，首先确定了双足双足机器人自由度。
双足机器人的机构是所有部件的载体，也是设计两足双足机器人最基本的和首要的工作。
它必须能够实现机器人的前后左右以及爬斜坡和上楼梯等的基本功能，因此自由度的配置必须合理。
首先分析双足机器人的运动过程(前向)和行走步骤:重心右移(先右腿支撑)、左腿抬起、左腿放下、重心移到双腿中间、重心左移、右腿抬起、右腿放下、重心移到双腿间，共分8个阶段。
双足机器人系统，从硬件上可以分为机械结构部分、驱动部分、传感部分和控制部分；从功能上可以分为机构模块、驱动模块、感知模块和控制模块。
机械结构部分的设计机械结构部分在整个系统中，起到一个平台的作用，机器人的其他部分都是在此机械结构的基础上进行安装调试的。
本文首先对双足机器人进行机械结构的设计，搭建双足机器人控制系统和步态规划的平台。
控制部分的设计因为我们选择舵机来对双足机器人进行驱动，而舵机一般都是通过ＰＷＭ技术来进行控制的。
所以，为了实现对舵机的精确控制，需要设计出一个能够输出多路ＰＷＭ信号的舵机控制器。
双足竞步机器人的步态规划由于双足竞步机器人具有多关节、多驱动器、多约束等特点，在对其进行步行规划及行走控制时有很大的难度。
如何规划机器人步态使其稳定行走仍是双足机器人研究领域的关键技术之一。
步态是在步行运动过程中，机器人的各个关节在时序和空间上的一种协调关系，通常由各关节运动的一组时间轨迹来描述。
步态规划的目标是产生期望步态，即产生在某个步行周期中实现某种步态的各关节运动轨迹（期望运动轨迹）。
步态规划是双足机器人稳定步行的基础，要实现和提高机器人的行走性能，必须研究实用而有效的步态规划方法，以实现机器人的稳定步行。
2 硬件设计2.1机械结构双足机器人机械结构设计中关节轴系的结构设计必须紧凑，传动精度高，效率高，并保证提供必要的输出力矩和输出速度，以满足机构动态步行运动速度和承载能力。
在机械结构的总体设计方案制定后，我们对机械结构中关键器件进行了选型，主要包括轴系电机、传动杆件等，为此我们根据轴系对运动实现的重要性把机器人所有轴系分为两类：主要轴系和次要轴系。
主要轴系包括下肢所有轴系，它们涉及双足机器人基本运动功能的实现问题，因此是本项目机构设计的核心问题，其基本元件和结构方式必须首先确定下来才能展开以此为核心的机构设计和机加工工作。
要使机器人能够平稳的行走，首先要设计好机械结构。
我们选用了3个舵机作为机器人腿的 3个关键，因为舵机的理论旋转角度是 180 度，所以我们把腿部和膝盖的2个舵机竖直55 放置，脚步的 1 个舵机水平放置。
在选材方面，我们主要用的是铝合金板为主要的框架材料，也用了一些塑料的电路板做底板。
机器人的 2 个手臂也是用的金属做支撑，以保证机器人行走时的稳定，也减少了舵机震动所带来的影响。
2.2电路设计为了避免舵机的供电电源产生的电压波动对控制电路的干扰，控制电路与舵机的电源要进行隔离，即分开供电。
控制电路电源使用的是一个12V输出的AC-DC变压电源经7805芯片后提供的5V电源，而舵机的电源提供了一个接口，外接一个7806芯片进行供电。
运动控制器的控制芯片模块包括单片机、时钟电路、复位电路、外部程序存储芯片扩展。
单片机采用Atmel公司的ATmega8AVR单片机，它是8位的高性能嵌入式控制器,其内部集成了8k的可在线编程的Flash存储器;256字节的RAM，可寻址64字节，具有32根I/O口、3个可编程定时器、8个中断源、6个中断矢量、1个看门狗定时器。
时钟电路给系统提供时间基准,设计时采用11.05296MHz晶振。
同时，本设计还扩展了一片8k×8位的外部存储芯片2864。
运动控制器采用一片AVR的单片机实现了PWM的产生。
由于AVR 具有他特有的并行处理能力和大量的IO接口，可以同时控制几十甚至上百个舵机同时工作，可以为后续的工作留出一定的空间。
串行通信模块主要用于ATmega8单片机与PC机之间的串行通信。
由于PC机的COM口符合RS-232标准, ATmega8单片机上的串行接口是TTL电平，在RS-232与TTL电平通信时,需要电平转换，因此，设计时利用MAX232芯片来作电平转换。
3 软件设计3.1 AVR 单片机程序设计RB-150MG 舵机的控制信号为 PWM 信号，通过改变占空比进而改变舵机转动的角度。
通过多次实验，测得脉宽在 0.5ms-2.5ms 时，对应舵机在 0 度-180 度区间转动，并呈线性关系。
由于 atmega8 的 8 位 pwm 控制精度不高，为了可以精确调整舵机所转角度并能分时控制 6 路 pwm，利用 atmega8 t0 定时器软件仿真 pwm 信号输出。
为了实现方便调试双足竞步机器人步态规划，我们设计 pc 上位机与 avr 单片机进行串口通信，设置 avr 单片机串口接收中断，接收对应舵机编号和该舵机 pwm 参数，并实时改变舵机角度，实现机器人仿真行走。
3.2 PC 上位机调试软件设计选用 VC++6.0 开发环境，利用 MFC 应用程序框架设计 PC 上位机调试机器人软件。
添加串口 MSComm 控件，添加对话框控件，每当通过滑动条改变舵机参数值触发串口响应函数，发送对应舵机编号和该舵机 pwm 参数，并在编辑框生成 AVR 单片机程序，再用正则表达式分析代码在上位机实现机器人的仿真行走，将调试出稳定的步态程序下载到单片机，实现机器人的规定动作。
上位机调试方法可以大大加快机器人的开发周期，并且能够让步行机器人行走稳定，上位机具有操作简单、修改容易、使用灵活等特点4 系统调试首先对机器人的各个部位进行调试，组装完成后对软件部分进行调试。
各个部位：1膝部:膝部的机械尺寸精度要求较高，打动位置要精确，孔径大小要合适，否则容易使机器人在弯曲腿是，脚面和腿出现较大偏移，出现摩擦甚至跌倒，调试时难以直线行走，过孔在侧面应在一条直线上，孔径刚过螺丝为宜。
2足部：对于交叉足和狭窄足，在不超过要求的情况下，尺寸越大越好，前后尺寸对步行时机器人机身的稳定性有直接影响。
对于交叉足，左右脚伸出的交叉齿要坚硬，长度要尽量长,必须保证能够单腿站立，同时不会出现弯曲而导致机体倾斜。
重量宜重不宜轻。
对于狭窄足,尺寸应尽量大，以增加步行稳定性。
机身中心不宜偏高。
调试软件：软件的主旨是为了调试方便和自然，动作姿态连贯自然，所以软件可复杂但是调试要简单，需要调整的变量越少越好。
动作算法要深入考虑机器人行走时的步态规律，对动作进行平滑处理，这是软件调试的工作重心。
这一部分的任何改进都将对调试过程的效率产生很大的提高。
嵌入式软件的精髓：用最低成本达到最优效果。
5 结束语首先，在教室里在老师的教授下学习了许多关于机器人的知识，老师上课生动有趣，也引起了我对机器人的浓厚兴趣。
在上完理论课后，我们在实验室领取到组装机器人的器件，并与另外七位同学组成一组进行机器人的拼装，在领取到零件后，我们明确的分工，有人裁剪图纸，有人打磨零件，有人折叠零件。
经过我们的努力，终于完成了机器人的组装。
然后开始进行机器人的程序设计，开始时像没头的苍蝇，完全找不到方向，然后想同学请教，终于有了初步的认识，开始自己设计程序，但是一直会出现问题，机器人走不起来，经过很长时间终于使机器人走了起来，可是走的过程中很不稳定，而且速度很慢，完全没有达到要求。
最后，我们与另一组完成的较好的一组进行交流讨论，然后进行修改，将能够同时运动的步骤进行整合，实现同时运行这些步骤来节约时间，也使两条腿同时动起来，这样会使机器人的迈步距离增大，同时也降低重心，这样机器人更稳定，可以更好的完成指定任务。
经过不懈努力终于完成了程序的编写，经过老师的检验，第一次以17秒完成任务。
在同学的提醒下又进行了执行时间的修改，最终以10秒的成绩完成作业。
经过这次的学习和实验，我对机器人产生了浓厚的兴趣，希望以后可以继续接触机器人，养自己的努力与知识完成更多的机器人功能。
也希望能和同学更好的合作完成任务，培养团队合作精神。
6 参考文献[1] 《双足竞步机器人的设计与实现》作者：王冰，朱旭光，贺智宇，刘子龙，崔哲源。
辽宁工程技术大学电子与信息工程学院 2001[2] 《双足机器人技术设计》 2011[3] 《单片机控制的多路舵机用PWM波产生方法》作者：付丽，刘卫国，伊强 2006[5] 《双足足球机器人行走步态研究》作者：杨晶东，洪炳镕，黄庆成。
哈尔滨工业大学学报 20057 附录7.1源程序#1P1567#2P1722#3P1544#4P989#5P1922#6P1189T1000 #4P1367#5P1611#6P1344T1000#2P1567#3P1722#5P1567T1000#1P1256#6P1211T1000#2P2033#3P1078#4P1056#5P1944T1000#2P1900#5P2056T1000#1P1411#6P1344T1000#1P1478#6P1256T1000#1P1544#6P1456T1000#1P1544#2P1700#3P1500#4P1078#5P1878#6P1456T1000 #2P1478#3P1811#4P1389#5P1567T1000#1P1433#6P1211T1000#2P1722#3P1633#4P989#5P1967T1000#1P1278#2P2056#3P1078#4P811#5P2144#6P1211T1000 #1P1589#6P1278T1000#6P1500T10007.2相关图片。