六足爬行机器人设计
六足爬行机器人总体设计方案
本文旳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旳控制，机器人可以实现前进、后退等运动方式，三足着地运动方式保证了机器人可以平稳运行。
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 旳PWM 波形，通过软件改写脉冲旳占空比，从而到达变化伺服电机角度旳目旳。
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旳每条腿都能单独完毕抬腿、前进、后退运动。
此方案旳特点：每条腿都能自由活动，每条腿都能单独进行二自由度旳运动。
每条腿旳灵活性好，更轻易进行仿生运动，六足爬虫机器人可以完毕除规定外旳诸多动作，运动旳视觉效果更好。
由于每条腿能单独完毕二自由度旳运动，因此每条腿上要安装两个舵机，舵机使用数量大，舵机旳安装难度加大，机械构造部分旳制作相对复杂，又由于每个舵机都要有单独旳信号控制，电路控制部分变得复杂了，控制程序也对应旳变得复杂。
方案二：六足爬虫式机器人采用三腿为一组旳运动模式，且同一侧旳前腿、后腿旳前后转动由同一侧旳中腿进行驱动。
采用三腿为一组(一侧旳前足、后足与另一侧旳中足为一组)旳运动方式，各条腿可以协调旳进行运动，机器人旳运动相对平稳。
此方案特点：相比上述方案，个腿可以协调运动，在满足运动规定旳状况下，舵机使用数量少，节省成本。
机器人运动平稳，控制、驱动部分都得到对应旳简化，控制简朴。
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旳行走是以三条腿为一组进行旳，即一侧旳前、后足与另一侧旳中足为一组。
这样就形成了一种三角形支架构造，当这三条腿放在地面并向后蹬时，此外三条腿即抬起向前准备轮换。
这种行走方式使六足爬虫式机器人运动相称稳定，任何时刻有三足着地，可以保持良好旳平衡，并可以随时随地停息下来，由于其重心总是落在三角支架之内。
六脚柱状爬行机器人 大学毕业设计
六脚柱状爬行机器人第一章准备安装机器人必需的工具下面是安装该机器人时需要的工具：●螺丝刀●钻子●1/8英寸钻头●小活动扳手或套筒扳手●剪线钳●少量的白色油脂或类似的润滑油柱状机器人套件装箱清单全套柱状机器人包含下面的元器件：电子/电器类：●1个BASIC Stamp 2 控制器●1块USB接口的教学板●12个型号为HiTec HS-322HD 伺服电机●一根USB连接线●1个USB电机控制器●4条6英寸电机延长线铝质部件：●1根主梁（Channel）●6个电机固定支架（Servo Holders）●6个腿部活动关节（Leg Actuators ）●6个活动关节支撑件（Leg Actuator Supports）●6个腿部的前半部分（Front Legs）●6腿部的后半部分（Rear Legs）●6电机支架（Servo Brackets）●4个电路板支架（Circuit board brackets）螺母、螺钉、垫圈和螺杆●12个#2 弹垫●28个#4-1/4英寸螺钉●12个#4-3/8英寸螺钉●6个#4-7/16英寸螺钉●6个#4-1/2英寸螺钉●6个#4-1/4尼龙取间支柱●40个#4螺母●15个#4锁紧螺母●40个# 4弹垫●3个#4-1.50螺钉●6个#4垫圈●24个#6-3/8英寸螺钉●24个#6弹垫●24个#6螺母●6个#8-1.5英寸螺钉●6个#8锁紧螺母●12个#8平垫●6个#8-9/16英寸尼龙取间支柱●6个#8-7/16英寸尼龙取间支柱●12个1/4SAE平垫其他●机器人手册●6个2/56英寸螺杆●6个橡胶脚●12个圆头塑料连接件●12个球形连接头●12条扎带你自己需要准备的东西和装配其他机器人一样，完成六脚柱状爬行机器人需要你自己提供一些额外的工具：●输出电压为5-7.2V的镍肽电池或镍膈电池为电机供电。
它为输出电流在1800mAH到3300mAH的标准电池组合，通常用在无线遥控车上。
六足机器人行走机构设计
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
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
六足机器人系统设计
郭从良等：六足机器人系统设计ｌ特罐Ｐ图表３抗干扰交流信号传感器电路发光管通的是脉冲电流，发出交流脉冲光，而接收部分只对持续一段时间且超过一定频率的脉冲光敏感．接收部分是这样工作的：传感器信号先经过ｃＲ高通网络去掉直流和低频成分，并加入一个直流ｏｆｆｓｅｔ，也就是一个稳定的直流分量叠加一个交流分量，再与一个设定的直流分量进行比较，如果交流分量的峰值超过ｏｆｆｓｅｔ与设定值之差，比较器就会输出一个方波脉冲，否则输出０：然后通过Ｒｃ低通网络，使方波脉冲的交流分量尽可能的减小，变成某个直流电压Ｖ（＞０），再与另一个设定值（＜ｖ）比较，输出低电平．如果没有交流输入，第一级比较器输出０，第二级比较器输出高电平，如下表所示：低通滤波器的通带太宽，输出会有较多的振荡（如右图）；通带太窄响应太慢，于是选取Ｒ＝ＩＯＯＫ，Ｃ＝Ｏ．１ｕＦ．在程序中，接收到信号后要延迟一段时间再确认一次，以消除抖动．控制程序是机器人的灵魂，六足机器人由ＡＴ８９Ｃ５１单片机控制，程序用汇编语言编写，采用模块化设计思想，分为直流电机和步进电机两大部分．首先分析机器人的动作特点，将整体的动作分解为基本动作元素，再通过编写通用的子程序实现各种基本动作，将这些基本元素作为动作库零件．在编写整个动作时。
按照要求调用不同的元素即可，如果动作有了变化，程序修改也相当容易．这种编程思想为我们在短时间里编写程序和编排动作以及程序的调试修改带来了很大的方便．我们提出一种寄存器循环移位奇偶位分别作两个步进电机的驱动端的做法，简化了代码长度，但缺点是两个步进电机只能以相同的速度动作．事实上每个电机的动作是不同的，为此我们在Ｒ枷中为每个电机开辟一个ｂｙｔｅ的状态字节用以循环移位．在每个电机周期里，根据需要对每个电机的ｂｙｔｅ进行移位，并用ＡＮＬ指令将两个电机的状态合成到一个字节里输出，使得可以同时控制两个电机．步进电机的速度由驱动脉冲的频率决定，移位的周期不同，电机的速度也就不同了．同时使用了基于定时器中断的双进程和使用ＲＡＭ／寄存器的进程间通信．而单进程程序里步进电机和直流电机是不可能同时运动的，为此我们采用中断来实现步进电机和直流电机Ｉ一１７。
六足爬虫机器人设计
六足爬虫机器人设计引言六足爬虫机器人是一种多足机器人，通过模仿昆虫和节肢动物的运动方式，能够在不平坦的地形上移动。
本文将介绍六足爬虫机器人的设计概念、机械结构、传感技术和控制系统。
设计概念六足爬虫机器人的设计概念是模仿昆虫的运动方式，并结合机器人技术，实现在复杂地形上的高效移动。
六足机器人的六条腿能够保持稳定的支撑面积，使机器人能够在不稳定的地面上保持平衡。
同时，六足爬虫机器人具有最小的接地面积，在狭窄的空间中也能自由运动。
机械结构六足爬虫机器人的机械结构主要由六条腿、身体和连接部件组成。
每条腿由多个关节连接，使机器人能够具备多自由度的运动能力。
身体部分包括能够容纳电源、传感器和控制器的空间。
连接部件起到连接腿和身体的作用，确保机器人的结构牢固。
机器人的材料选择需要兼顾强度和重量。
常用的材料包括轻质金属合金和碳纤维复合材料。
机器人的外形应减少空气阻力，提高机器人的运动效率。
传感技术六足爬虫机器人的传感技术包括视觉传感器、力传感器和惯性传感器。
视觉传感器能够感知周围环境，并获取地形信息，识别障碍物。
通过计算机视觉算法，机器人能够做出相应的决策，选择最优的路径。
力传感器可以测量机器人与地面的接触力，以克服地形的不平坦性。
力传感器还可以检测机器人是否受到外部碰撞，保护机器人和提供安全性。
惯性传感器用于测量机器人的加速度、角速度和姿态信息。
通过与其他传感器数据的融合，机器人可以实现高精度的姿态控制和运动轨迹规划。
控制系统六足爬虫机器人的控制系统由硬件控制单元和软件控制算法组成。
硬件控制单元包括微处理器、驱动电路和通信模块。
微处理器负责接收传感器数据、执行控制算法，并输出控制信号。
驱动电路用于驱动机器人的电动关节。
通信模块可与外部设备进行数据传输和远程控制。
软件控制算法包括路径规划、动力学模型和运动控制。
路径规划算法根据环境信息和目标位置，生成机器人的移动路径。
动力学模型可以模拟机器人的运动特性，并优化运动参数。
六足爬虫机器人设计
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 (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）、A T89S51主要功能列举如下： (6)（二）、A T89S51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 (14)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。
新型六足爬行机器人设计
第24卷第6期2007年6月机 电 工 程M ECHAN I CA L &ELECTR IC A L ENG I NEER I NG M AGAZ I N EV o.l 24N o .6Jun .2007收稿日期:2007-01-08作者简介:金 波(1971-),男,江苏常州人,副教授,博士,主要从事电液控制系统和机电一体化系统的研究。
新型六足爬行机器人设计金 波1,胡 厦1,俞亚新2(1.浙江大学流体传动与控制国家重点实验室,浙江杭州310027;2.浙江理工大学机械与自动控制学院,浙江杭州310018)摘 要: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12个步进电机的控制,采用三角步态,实现了六足机器人的直行功能。
仿真及试验证明,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。
关键词:六足机器人;步行;腿机构;电机控制中图分类号:TP242 文献标识码:A 文章编号:1001-4551(2007)06-0023-04D esign of novel hexapod w al k ing robotJI N Bo 1,HU Sha 1,YU Ya -x in2(1.T he State K ey Labora t ory of F l u i d Pow er T rans m iss i on and C ontrol ,Zhej i ang Un i vers it y,H angzhou 310027,China ;2.Co llege of M echanical E ngineer i ng and A u t oma tion,Zhejiang Sci -T ech Uni ver sity,H angzhou 310018,China )Abstrac t :A b i on i c l eg struc t ure w hich is si m il ar to t he legs of m a mm a l s w as used ,and a hexapod w alki ng mode w as desi gned accord i ng to t h is struc t ure .By contro lli ng 12step m oto rs straigh tw a l k i ng functi on o f the hexapod robot has been i m ple m ented w i th tripod ga it m ove m ent .Si m ulation and experi m ent sho w that th i s structure can keep the hex apod robot body p s balance bette r ,providi ng hi gh reference va l ue to research t he advantage and feasi b ilit y o f leg -raisi ng w a l ki ng gesture .K ey word s :hexapod robo t ;w alki ng ;leg structure ;driver ;mo tor contro l0 前 言多足步行机器人能够在不平的路面上稳定地行走,可以取代轮式车完成复杂环境中的运输、探测作业,因此在军事运输及探测、矿山开采、海底工作、核工业、星球探测、农业及森林采伐等许多行业有着非常广阔的应用前景。
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AbstractBionic 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 ofsix-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 processorS3C2440, 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目录1. 绪论2. 六足机器人的硬件搭建3. 操作系统的搭建4. 六足机器人的步态分析与实现5. 总结与展望1. 绪论1.1 多足机器人的发展状况目前，用于在人类不宜、不便或不能进入的地域进行独立探测的机器人主要分两种，一种是由轮子驱动的轮行机器人，另一种是基于仿生学的步行机器人。
(机械制造行业)六脚爬虫机器人机械结构设计和控制系统搭建
（机械制造行业）六脚爬虫机器人机械结构设计和控制系统搭建摘要本文详细介绍了六脚爬虫机器人的机械结构以及控制程序的编写。
机械结构采用了对称式设计，结构简单；其行走功能由六只脚、18个舵机实现，自由度较高，稳定性、灵活性较好。
控制程序的主体是C语言。
包括基本步态的编写，以及传感器的在机器人上的高级应用，这样，机器人在满足基本行走运动的同时，也能感知外界环境，并通过控制器对接收到的外界信号进行处理，并控制机器人运动。
关键词：对称式结构，舵机控制器，步态，传感器Abstract ThethesisdescribesindetailthatthemechanicdesignofHexcrawlerandthepil ingofcontrolprogram. Thestructureoftherobotisinsymmetricexpression,asimplemechanism;thef unctionofwalkingissupportedbysixlegs,andeighteenmotors,withmultiple degreesoffreedom.Besides,itisofhighstabilityandflexibility. TheprogramtocontroltherobotiswritteninClanguage,includingbasicgait,t headvancedapplicationofsensors.Thereby,therobotcanwalkinseveralgaits .Atthesametime,itcansensetheconditionaroundit.Then,itwillprocesstheda taitreceived,andcontrolthemotionoftherobot.Keywords:symmetricexpression，PSCU,gait,sensor目录摘要IAbstractII目录III1绪论-1-1.1课题来源-1-1.2本课题的目的及其意义-1-1.3国内外发展现状-1-1.4本课题的研究内容-5-2机械结构设计介绍-6-2.1功能需求与分析-6-2.2材料选择与结构设计介绍-6-3舵机控制板原理与应用-9-3.1舵机原理介绍-9-3.2舵机控制板原理介绍-10-3.3如何使用舵机控制板-12-3.4控制板程序编写-14-4STM32开发板介绍与程序编写-18-4.1STM32F107芯片简介-18-4.2软件与编程初始准备-18-4.3GPIO与AFIO设置与应用-18-4.31GPIO设置与应用 (18)4.32AFIO-----I/O口重映射 (22)4.4USART设置与应用-22-4.5外部中断设置与应用-26-4.6系统时钟设置与应用-29-4.61系统时钟简介与应用 (29)4.62定时器配置 (31)4.7机器人行走步态程序编写-32-4.71机器人行走步态简介 (33)4.72三脚步态 (35)4.73四脚步态 (37)4.74单脚（波动）步态 (38)4.75转弯与横爬步态 (40)4.8多传感器应用与程序编写-43-4.81指南针传感器 (43)4.82红外、光敏传感器 (45)4.83柔性力传感器 (46)4.84温湿度、发声、射频识别（RFID）传感器 (48)4.85无线（Zigbee）传感器 (49)4.86超声传感器 (52)5总结-55-致谢-56-参考文献-57-1绪论1.1课题来源本项目来源于华中科技大学与伍斯特理工学院合作的WPI项目。
六脚爬虫机器人机械结构设计和控制系统搭建.doc
六脚爬虫机器人机械结构设计和控制系统搭建摘要本文详细介绍了六脚爬虫机器人的机械结构以及控制程序的编写。
机械结构采用了对称式设计，结构简单；其行走功能由六只脚、18个舵机实现，自由度较高，稳定性、灵活性较好。
控制程序的主体是C语言。
包括基本步态的编写，以及传感器的在机器人上的高级应用，这样，机器人在满足基本行走运动的同时，也能感知外界环境，并通过控制器对接收到的外界信号进行处理，并控制机器人运动。
关键词对称式结构，舵机控制器，步态，传感器Abstract The thesis describes in detail that the mechanic design of Hexcrawler and the compiling of control program. The structure of the robot is in symmetric expression, a simple mechanism; the function of walking is supported by six legs, and eighteen motors, with multiple degrees of freedom. Besides, it is of high stability and flexibility. The program to control the robot is written in C language, including basic gait, the advanced application of sensors. Thereby, the robot can walk in several gaits. At the same time, it can sense the condition around it. Then, it will process the data it received, and control themotion of the robot. Keywords symmetric expression，PSCU, gait, sensor 目录摘要I AbstractII 目录III 1 绪论- 1 - 1.1课题来源- 1 - 1.2本课题的目的及其意义- 1 - 1.3国内外发展现状- 1 - 1.4本课题的研究内容- 5 - 2 机械结构设计介绍- 6 - 2.1 功能需求与分析- 6 - 2.2 材料选择与结构设计介绍- 6 - 3 舵机控制板原理与应用- 9 - 3.1 舵机原理介绍- 9 - 3.2 舵机控制板原理介绍- 10 - 3.3 如何使用舵机控制板- 12 - 3.4 控制板程序编写- 14 - 4 STM32开发板介绍与程序编写- 18 - 4.1 STM32F107芯片简介- 18 - 4.2 软件与编程初始准备- 18 - 4.3 GPIO与AFIO设置与应用- 18 - 4.31 GPIO设置与应用..18 4.32 AFIO-----I/O口重映射...22 4.4 USART设置与应用- 22 - 4.5外部中断设置与应用- 26 - 4.6 系统时钟设置与应用- 29 - 4.61 系统时钟简介与应用..29 4.62 定时器配置31 4.7 机器人行走步态程序编写- 32 - 4.71 机器人行走步态简介33 4.72 三脚步态.35 4.73 四脚步态.37 4.74 单脚（波动）步态....38 4.75 转弯与横爬步态.40 4.8 多传感器应用与程序编写- 43 - 4.81 指南针传感器.43 4.82 红外、光敏传感器.45 4.83 柔性力传感器.46 4.84 温湿度、发声、射频识别（RFID）传感器..48 4.85 无线（Zigbee）传感器..49 4.86 超声传感器52 5总结- 55 - 致谢- 56 - 参考文献- 57 - 1 绪论1.1课题来源本项目来源于华中科技大学与伍斯特理工学院合作的WPI项目。
六足爬行机器人设计
南昌航空大学学士学位论文
如图1.3所示， 通过上下两组脚的相互运动就可以满足机器人多方位移动的需要： 即上下板前后相互交替着地实现前后运动； 上下板以三角形中点为轴相互转动交替着 地实现转弯运动。运动如图2.3及2.4所示。
图2.3 机器人水平移动示意图
图2.4 机器人转动运动示意图
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南昌航空大学学士学位论文
2 机械结构与芯片简介
2.1 机器人机械结构
图 2.1 是本文设计和加工的微型六足爬行机器人的三维结构示意图。 其中 2、 4、 6 分别为转动、竖直、水平驱动舵机，只要控制这三个舵机就可以控制上板和下板相 对上下、前后、水平面转动。 1—上板 2—转动舵机 3—竖直移动排齿 4—竖直移动舵机和齿轮 5—水平移动排齿 6—水平移动舵机和齿轮 7—下板 8—上板足 9—下板足 10—水平定位齿轮
图2.1 机器人机构图
2.2 机器人运动原理
机器人6只足分别均分布在两个等边三角形的顶点上[4]。机器人在行走过程中， 两组足交替支撑。 两组足中的任一组三足可独立支撑起整个机器人身体，机器人重心 始终落在A组或B组三足的三角形区域内，因此在平面爬行中没有倾覆的危险。
图 2.2 机器人组合图
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南昌航空大学学士学位论文
也足以令人惊叹不已，智能型战斗机器人、自动汽车、植入电脑芯片的动物等等令人 联想起扣人心弦的科幻电影——这一切都有可能在未来的高科技战场上大显身手。 目前， 多足仿生机器人的研究基本上是基于模仿自然界中昆虫的运动步态（如蚂 蚁）来设计的，通常都会选择周期规则步态作为仿生多足机器人的步态规划依据。 虽 然该类多足仿生机器人的脚具有较大的自由度，但是其控制起来较为烦琐，并且不能 精确的定位。
红外遥控六足爬虫机器人设计(单片机)
驱动器就是驱动机器人的动的部件。最常用的是电机了。当然还有液压，气 动等别的驱动方式。一个机器人最主要的控制量就是控制机器人的移动，无论是 自身的移动还是手臂等关节的移动，所以机器人驱动器中最根本和本质的问题就 是控制电机，控制电机转的圈数，就可以控制机器人移动的距离和方向，机械手 臂的弯曲的程度或者移动的距离等。所以，第一个要解决的问题就是如何让电机 能根据自己的意图转动。一般来说，有专门的控制卡和控制芯片来进行控制的。
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。
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 ......................................................................................... 20
六足机器人设计参考
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AbstractBionic 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 ofsix-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 processorS3C2440, 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目录1. 绪论2. 六足机器人的硬件搭建3. 操作系统的搭建4. 六足机器人的步态分析与实现5. 总结与展望1. 绪论1.1 多足机器人的发展状况目前，用于在人类不宜、不便或不能进入的地域进行独立探测的机器人主要分两种，一种是由轮子驱动的轮行机器人，另一种是基于仿生学的步行机器人。
红外遥控六足爬虫机器人设计
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）、A T89S51主要功能列举如下： (6)（二）、A T89S51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 (20)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。
毕业设计论文六足机器人
毕业设计论文六足机器人六足机器人毕业设计论文摘要：本文设计了一款六足机器人，以实现在复杂环境中搬运物品、搜救等任务。
以Arduino控制器为核心，通过编程实现六足机器人的行动规划及运动控制，并选用3D打印技术制作机器人外壳。
最终实现了基于Arduino控制下，六足机器人前进、转向、侧移等基本动作，并能够识别避障，完成指定路径寻路、越障等各种功能。
关键词：六足机器人、Arduino、3D打印、指定路径寻路、避障一、引言随着技术的不断发展，机器人应用越来越广泛。
在自动化领域，机器人不仅可以为生产自动化作出贡献，还可以在人类难以进入的危险、恶劣环境中，承担人类难以完成的任务。
六足机器人是机器人中的一种，在运动灵活性、环境适应能力、负载能力等方面有较强的优势。
本文设计了一种基于Arduino控制器的六足机器人，并采用3D打印技术制作外壳，以实现障碍物识别、路径规划以及运动控制等。
二、系统构成1、机械结构六足机器人采用模块化设计，主体结构分为机器人本体、机器人支架和电源模块。
机器人本体由六足支撑架和移动端构成，其中六足支撑架由PCB板和马达组成，移动端由六个齿轮、六个电机和三个支撑架组成。
机器人支架由两个方向支架和六个足底轮组成，支架旋转以达到转向的功能。
电源模块负责六个电机的电源供应。
2、控制器选用Arduino Mega 2560控制器作为机器人的核心，通过编程控制机器人的运动。
选用控制器的理由是其设计简单、易于编程且具有较强的计算能力。
3、传感器六足机器人内置超声波、红外、差分测量传感器等，以实现机器人对环境的感知。
三、设计与实现1、机械结构设计根据机器人的功能需求，将机器人分为三部分设计：机器人本体、机器人支架和电源模块。
机器人本体由六足支架和移动端构成，其中六足支撑架由PCB板和马达组成，移动端由六个齿轮、六个电机和三个支架组成。
机器人支架由两个方向支架和六个足底轮组成，支架旋转以达到转向的功能。
六足爬行机器人设计--第4章 六足爬行机器人机械部分的设计
舵机的输入线共有三条，中间红色的是电源线，旁边黑色的是地线，这两根线给舵机提供最基本的能源供应，主要是电机的转动消耗，电源有两种规格，一种是4.8V，另一种是6.0V，分别对应不同的转矩标准，6.0V的相应要大一些；另外一根线是控制信号线。
舵机的工作原理是：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。
本设计根据机器人的技术要求和机器人的运行环境，选择了直接连接传动的传动方式。这种方式可以适应此次设计的六足爬行机器人。
3、材料的选择
结构件材料选择是机器人机械系统设计中的重要问题之一，与一般机械设备相比，机器人结构的动力特性是十分重要的，这是选材的出发点。六足爬行机器人材料选择的基本要求是：强度可靠、重量轻、弹性模量大、材料价格低。综合以上各个要求，选择铸造铝ZL101（铝硅合金）作为此次六足爬行机器人腿部结构的材料，机体底板也采用铸造铝ZL101（铝硅合金），但机体其他非重要位置则采用工程塑料（聚氯乙烯），腿部结构与地面的接触材料则选择普通橡胶。
图4.9FUTABA S3001标准舵机实物图
机器人的机体底板是安放机器人腿结构和其他零件的载体，机体底板承受机器人大部分的重量，所以机器人机体底板的设计将直接影响机器人质量的好坏，
由前面的计算可以知道机器人各个腿间的间距如图4.10所示。
图4.10 机器人腿间尺寸
舵机轴穿过的尺寸为10mm，为了便于安装舵机，在每边留20mm的间距，所以机体底板的尺寸为240mm×340mm。
六足爬行机器人设计--第5章 六足爬行机器人的运动仿真
第5章六足爬行机器人的运动仿真机构仿真是机械系统现代设计方法中的一门新的应用技术，机构仿真具有模拟样机数值仿真。
缩短设计周期和成本、在实物产生前预先评估设计作用和功效，是现代机械设计技术的经典所在。
Pro E是基于单一数据库、参数化、全相关及工程数据再利用等概念的基础上开发出的一个功能强大的CAD/CAE/CAM软件，是目前国内外机械制造业中应用广泛的软件。
Pro E集成了多种模块，可以提供从工业设计到NC加工同步工程的产品开发方法。
现在一般的机械设计都采用其作为仿真软件，此次六足爬行机器人的设计也采用了Pro E仿真，并且可以用Pro E对机械结构进行有限元分析，提高设计的合理性。
使用软件对设计模型进行运动仿真和有限元分析，能够模拟出在真实环境工作状况并对其进行分析和研究，尽早发现设计中的缺陷，并验证产品功能和性能的可靠性，提前进行修改和优化，从而减少制造中发现问题而付出昂贵的代价，提高设计的可行性和缩短周期。
Pro E版本更新较快，最新的Pro E 5.0除了界面变化外，其功能也增加很多，此次采用Pro E 5.0作为设计软件，在绘制草图时，系统将会自动加入约束条件，使几何关系满足自己的实际要求。
5.1零件模型的建立1、选取新建命令在工具栏中单击新建文件图标（红色框内图标）。
2、选取文件类型、子类型、输入文件名、取消使用装配默认模版在弹出的文件“新增”对话框中，进行下列操作：1)选择“类型”选项组下的零件；2)选择“子类型”选项下的实体；3)在“名称”问本框中输入要制作零件的英文文件名；4)通过取消的“√”号，来取消“使用默认模版”；5)在模板下面的选择框内选择mmns_part_solid；6)单击“确定；3、在绘图区域，绘制玩零件后保存，至此零件已做好。
由于此次设计的六足爬行机器人零件非常多，所以限于篇幅的限制，在这里不做太多的讲解。
以下几个图是机器人身体上比较重要的几个零件。
图5.1 六足爬行机器人机体底板建模机器人的腿部结构是这次设计的重点，在满足设计尺寸的要求下，我设计的模拟仿真图如下。
六足机器人设计说明书
六足机器人设计说明书摘要本次毕业设计是关于六足机器人的设计。
首先对六足机器人作了简单的概述；接着分析了各部分元件、零件的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的各主要零部件进行了校核。
本次设计由四个主要部件组成：支撑腿升降装置、支撑腿摆动装置、支撑轮转动装置、主体钢结构。
最后简单的说明了说明书的安装与维护。
目前，六足机器人正朝着适应复杂地形、应对恶劣天气、采集多元信号的方向发展，近年来各种特殊功能机器人。
在特种机器人设计方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造特种机器人过程中存在着很多不足。
本次六足机器人设计代表了设计的一般过程, 难免存在各种纰漏、失误；权当一次难得的实践过程，希望对今后的选型设计工作有一定的参考和借鉴价值。
关键词：六足机器人；选型设计；主要部件；养护维修。
AbstractThis graduation design is a design of six legged robot. The first of the six legged robot is summarized; then analyzed the selection principle and calculation method of each part of components, parts; then calculated based on these design criteria and abase type design; then check the major components of the selected. Finally, a simple description of theinstallationand maintenance manual.At present, six legged robot is moving to adapt to the development direction of complex terrain, bad weather, acquisition of multiple signals, in recent years a variety of special function of the robot. The design of the six legged robot represents the general process of design, will inevitably exist various flaws, mistakes; when the right to a rare practiceprocess, want to have certain reference and reference value for the selection of the design work in the future.Keyword: :Six legged robot; type selection design ; main parts; maintenance and repair.目录摘要 (1)Abstract (1)目录 (2)一、绪论 (4)二、六足机器人设计概述 (6)2.1.六足机器人的工作原理 (6)三、六足机器人的设计计算 (8)3.1 已知原始数据及工作条件 (8)3.2 计算步骤 (8)3.2.1 外形尺寸的确定: (8)3.3.2 主要阻力计算 (9)3.3.3 主要特种阻力计算 (10)3.3.4 附加特种阻力计算 (10)3.3.5 倾斜阻力计算 (11)3.4传动功率计算 (11)P）计算 (11)3.4.1 走行轮功率（A3.5 传动链张力计算 (12)3.6 传动链轮最大扭矩计算 (12)3.7 走行轮及轴 (13)3.7.1 走行轮的作用及类型 (13)3.7.2轴的作用及类型 (16)3.7.3轴与轮的配合结构 (21)3.8电机的选用 (32)3.9减速器的选用 (33)3.9.1 传动装置的传动比： (33)3.10制动装置 (35)3.10.1制动装置的作用 (35)3.11 转向装置 (35)四、电气及安全保护装置 (37)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (39)一、绪论六足机器人是连续运行的设备，在探测、抢险、侦查、负重等领域都有着闪光的表现。
毕业设计论文--六足机器人
毕业设计论文--六足机器人【摘要】本文设计了一种六足机器人，主要目的是能够在复杂的环境中进行移动和执行任务。
采用了ROS系统进行编程，结合外部传感器获取环境信息，控制机器人进行运动和动作控制。
在实验测试中，机器人成功完成了几个简单任务。
【关键词】六足机器人；ROS系统；任务执行【Abstract】This paper designs a hexapod robot which is designed to move and perform tasks in complex environments. ROS system is used for programming and external sensors are combined to obtain environmental information and control robot for motion and action control. In experimental testing, the robot successfully completed several simple tasks.【Keywords】Hexapod robot; ROS system; task execution一、前言机器人技术一直是人类追求的目标之一，机器人能够通过编程和传感器技术来执行任务，不但可以减轻人的工作负担，而且可以在危险环境中取代人的工作。
本文设计了一种六足机器人，采用了ROS系统进行编程，能够在复杂的环境中移动和执行任务。
机器人的有效载荷为5kg，机器人搭载了多个传感器，包括超声波传感器、红外传感器和陀螺仪等。
二、六足机器人的设计本文设计的六足机器人采用了六条悬架机构，能够使机器人在不平衡的地面上行走。
机器人的身体采用了金属材料，具有较强的抗压性和抗摔性。
机器人的尺寸为50cm x 50cm x 20cm，机器人的有效载荷为5kg。
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参考文献.................................................................................................. 30
本文六足机器人是一种基于仿生学原理研制开发的新型足式机器人。新型机器人 比传统的轮式机器人有更好的移动性，它采用类拟生物的爬行机构进行运动 ,自动化 程度高，具有丰富的动力学特性。此外，足式机器人相比其它机器人具有更多的优点： 它可以较易地跨过比较大的障碍（如沟、坎等），并且机器人足所具有的大量的自由 度可以使机器人的运动更加灵活，对凹凸不平的地形的适应能力更强；足式机器人的 立足点是离散的，跟地面的接触面积较小，因而可以在可达到的地面上选择最优支撑 点，即使在表面极度不规则的情况下，通过严格选择足的支撑点，也能够行走自如。
致 谢...................................................................................................... 31
南昌航空大学学士学位论文
新型六足机器人 1 引言
1.1 新型六足机器人研究目的和意义
3 控制系统结构设计
3.1 上位机控制............................................................................................................16 3.1.1 程序语言及串口通讯.......................................................................................16 3.1.2 人机交互界面...................................................................................................17 3.2 基于无线的智能控制...........................................................................................19 3.2.1 无线发射模块...................................................................................................19 3.2.2 无线接收模块...................................................................................................23
因此，足式步行机器人的研究已成为机器人学中一个引人注目的研究领域，由于 六足机器人强大的运动能力，可以提供给运动学、仿生学和机械构造原理研究有力的 工具[1]。在研究昆虫运动方式、关节承力、稳定姿态调整的过程中，可以运用本机器 人对设想的虫体姿态、运动过程进行模拟，最大程度地接近真实，将理论和实践联系 起来，从而更好地观察昆虫运动模式的优点，以及探究哪些现象能够运用到机械设计 的实践中去。这对于以上学科的研究和探索都是十分有意义的。
2 机械结构与芯片简介
2.1 机器人机械结构......................................................................................................3 2.2 机器人运动原理......................................................................................................3 2.3 驱动装置选择..........................................................................................................5 2.4 机器人实物图..........................................................................................................6 2.5 硬件结构介绍..........................................................................................................7 2.6 单片机芯片介绍......................................................................................................8 2.7 编码解码芯片介绍................................................................................................13
目录
1 引言
1.1 新型六足机器人研究目的和意义..........................................................................1 1.2 新型六足机器人研究概况及发展趋势..................................................................1 1.3 课题研究内容..........................................................................................................2