足式行走机器人课程设计

合集下载

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。

行走的机器人课程设计

行走的机器人课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解机器人的基本构造，掌握其运作原理；2. 学生能够描述行走的机器人所需的动力和控制系统；3. 学生了解机器人编程的基本步骤，能够运用简单的指令控制机器人的行走。

技能目标：1. 学生能够通过小组合作，动手搭建一个简易的行走机器人模型；2. 学生能够通过编程软件，为行走机器人编写简单的行走程序；3. 学生能够运用问题解决策略，调试和优化机器人的行走性能。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对机器人科技的兴趣和好奇心，提高对科技创新的热情；2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通与协作，培养集体荣誉感；3. 学生能够认识到科技进步对生活的影响，树立正确的科技价值观和社会责任感。

二、教学内容本课程以《机器人技术》教材为基础，结合课程目标，选择以下教学内容：1. 机器人基本构造与原理：介绍机器人的组成部分，如传感器、驱动器、控制器等，并解析其工作原理；教材章节：第一章《机器人概述》2. 行走机器人的动力与控制系统：讲解行走机器人所需的动力来源，如电机、电池等，以及控制系统的设计；教材章节：第二章《机器人的驱动与控制》3. 机器人编程基础：教授机器人编程的基本步骤，包括编写、编译、调试等，以实现行走功能；教材章节：第三章《机器人编程与控制》4. 行走机器人模型搭建：指导学生分组搭建简易行走机器人模型，并进行组装和调试；教材章节：第四章《机器人模型制作与调试》5. 机器人行走程序编写：引导学生运用编程软件，为行走机器人编写简单的行走程序；教材章节：第五章《机器人行走控制程序设计》6. 行走性能优化与展示：学生通过调试和优化，提高行走机器人的性能，并进行成果展示；教材章节：第六章《机器人行走性能优化与展示》三、教学方法本课程采用多样化的教学方法，结合课本内容，旨在激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果。

1. 讲授法：在介绍机器人基本构造、原理和编程基础等理论知识时，运用讲授法进行系统讲解，帮助学生建立完整的知识体系。

课程设计足球机器人行走机构

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。

机械创新设计课程设计

够完成前/后、侧行、转弯、上/下台阶及上斜坡等动作。
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。

双足机器人课程设计

双足机器人课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解双足机器人的基本结构和原理，掌握其关键组成部分及功能；2. 使学生掌握双足机器人的运动控制算法，了解不同行走模式的特点；3. 帮助学生了解双足机器人在现实生活中的应用，提高对人工智能技术的认识。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力，能够针对双足机器人进行简单的设计与调试；2. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，学会在小组合作中共同完成任务；3. 培养学生的创新思维，能够提出改进双足机器人性能的设想。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对机器人技术的兴趣，培养其探究精神和学习主动性；2. 培养学生的科学素养，使其认识到科技对社会发展的推动作用，增强社会责任感；3. 培养学生遵守实验操作规范，尊重团队成员，形成良好的道德品质。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在通过理论与实际操作相结合的方式，让学生深入了解双足机器人相关知识。

学生特点：学生处于好奇心强、求知欲旺盛的阶段，具有一定的物理、数学和信息技术基础，喜欢动手实践。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与讨论和实践活动，培养其创新精神和实际操作能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 双足机器人的基本结构：介绍双足机器人的关节、驱动器、传感器等关键组成部分及其功能；教材章节：第一章双足机器人的结构与原理2. 双足机器人的运动控制算法：讲解双足机器人的运动学、动力学原理，介绍不同行走模式的控制算法；教材章节：第二章双足机器人的运动控制3. 双足机器人设计与制作：引导学生学习双足机器人的设计与制作方法，包括电路设计、编程调试等；教材章节：第三章双足机器人的设计与制作4. 双足机器人在现实生活中的应用：介绍双足机器人在医疗、救援、家庭等领域的应用案例；教材章节：第四章双足机器人的应用与前景5. 双足机器人实践操作：安排学生进行双足机器人的组装、编程和调试，培养实际操作能力；教材章节：第五章双足机器人实践操作6. 小组讨论与成果展示：组织学生进行小组讨论，分享学习心得，展示实践成果；教材章节：第六章双足机器人项目实践与评价教学进度安排：课程共计12课时，每课时45分钟。

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。

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。

双足步行机器人设计及运动控制

从实践中体会到了学习研究机器人的乐趣。
参考文献
1、潘存云、高里基.通用工业机器人运动仿真系统IRKSS.机器人. 19949(2) 94-97
2、徐爱钧，彭秀华．Keil Cx51 V7.0单片机高级语言编程与μVision2应用实践．电子工业出版社．2004
3、丹尼斯.克拉克、迈克尔.欧文斯．机器人设计与控制．科学出版社．2004
图3-1电路图
舵机控制器以80C51单片机为核心，该控制器中单片机可以产生8个通道的PWM信号，分别由80C51的P1．0～Pl.7端口输出。输出的8路PWM信号通过光耦隔离传送到下一级电路中。方波信号经过光耦传输后，前沿和后沿会发生畸变，因此反相器采用40106反相器对光耦传输过来的信号进行整形，产生标准的PWM方波信号。
根据经验舵机在运行过程中要从电源吸纳较大的电流，若舵机与单片机控制器共用一个电源，则舵机会对单片机产生较大的干扰。因此，舵机与单片机控制器采用两个电源供电，两者不共地，通过光耦来隔离，并且给舵机供电的电源最好采用输出功率较大的开关电源。该舵机控制器占用单片机的个SCI串口。串口用于接收上位机传送过来的控制命令，以调节每一个通道输出信号的脉冲宽度。MAX232为电平转换器，将上位机的RS232电平转换成TTL电平。
在设计时，首先对双足机器人的结构、系统控制电路和应用软件的功能进行了设计与分析，确定了系统的总体结构和组成。
通过这次设计，使我们巩固了机器人设计制造以及单片机的知识，熟练运用各种制图软件（ProE，AUTOCAD），编程软件（Proteus，Keil）。提高了我们的动手能力以及团队写作能力。为我们的毕业设计打好坚实的基础。
while(a!=S2_loop_num);
pw2=0;
while(!(a==12));

两足行走机器人行走部分的设计

两足行走机器人行走部分的设计两足行走机器人是一种仿人行走的机器人，它具有两只类似于人的腿部结构，可以模拟人类的行走动作。

设计一个有效的两足行走机器人行走部分需考虑以下几个方面：机器人的腿部结构、稳定性控制、行走模式选择和步态规划。

首先，机器人的腿部结构是两足行走机器人的核心组成部分。

腿部结构的设计决定了机器人行走的稳定性和自由度。

一个常见的设计是采用类似于人体的骨骼结构，包括大腿、小腿和脚。

每个腿部都通过关节连接，类似于人体的膝关节和踝关节。

关节可以采用电机控制，通过旋转关节来调整机器人的姿态和步态。

其次，稳定性控制是保证机器人行走稳定的重要因素。

机器人行走时会产生惯性力和外界力矩，稳定性控制可以通过传感器和控制算法来维持机器人的平衡。

传感器可以用来检测机器人的姿态，如倾斜角度和加速度。

控制算法则可以根据传感器的反馈信息，计算合适的关节角度和力矩，以保持机器人的平衡。

再次，行走模式选择是两足行走机器人的重要设计要素。

机器人可以选择不同的行走模式，如直线行走、踱步、跑步等。

每种行走模式都有各自的步态和关节运动方式。

选择合适的行走模式可以提高机器人的行走效率和稳定性。

行走模式的选择可以通过控制算法和输入信号来实现，比如输入一定的速度和方向信号，控制算法会选择合适的行走模式。

最后，步态规划是决定机器人腿部运动轨迹和关节运动方式的关键因素。

步态规划可以分为离散式和连续式两种方式。

离散式步态规划将机器人的行走过程分成多个步骤，在每个步骤中计算合适的关节角度和力矩，控制机器人行走。

连续式步态规划则通过数学模型和优化算法来计算机器人的关节角度和力矩，使机器人的行走过程更加连续和流畅。

综上所述，设计一个有效的两足行走机器人行走部分需要考虑机器人的腿部结构、稳定性控制、行走模式选择和步态规划等方面。

这些设计决策将直接影响机器人的行走效率和稳定性。

通过合理的设计和控制算法，可以使机器人实现类似于人类的行走动作，达到更高的行走性能和功能。

四足步行机器人行走机构设计毕业设计

四足步行机器人行走机构设计毕业设计篇一：四足步行机器人腿的机构设计毕业论文毕业设计（论文）四足步行机器人腿的机构设计学生姓名：学号：所在系部：专业班级：指导教师：日期：摘要本文介绍了国内外四足步行机器人的发展状况和三维制图软件SolidWorks的应用，着重分析了设计思想并对行走方式进行了设计并在此软件基础上四足步行机器人腿进行了绘制，对已绘制的零部件进行了装配和三维展示。

展示了SolidWorks强大的三维制图和分析功能。

同时结合模仿四足动物形态展示出了本次设计。

对设计的四足行走机器人腿进行了详细的分析与总结得出了该机构的优缺点。

本文对四足机器人腿的单腿结构分析比较详细，并结合三维进行理性的理解。

关键词：SolidWorks；足步行机器人腿AbstractIn this paper, fouth inside and outside the two-legged walking robot and the development of three-dimensional mapping of the application of SolidWorks software, focused on an analysis of designconcepts and approach to the design of walking and (原文来自：小草范文网:四足步行机器人行走机构设计毕业设计)the basis of this software quadruped walking robot legs have been drawn on components have been drawn to the assembly and three-dimensional display. SolidWorks demonstrated a strong three-dimensional mapping and analysis functions. At the same time, combined with four-legged animal patterns to imitate the design show. The design of four-legged walking robot legs to carry out a detailed analysis and arrive at a summary of the advantages and disadvantages of the institution. In this paper, four single-legged robot more detailed structural analysis, combined with a rational understanding of three-dimensional.Keywords: SolidWorks; four-legged walking robot 目录摘要 ................................................ ................................................... . (I)Abstract .......................................... ................................................... (II)1 绪论 ................................................ ................................................... .. (1)1.1 步行机器人的概述 ................................................ .. (1)1.2 步行机器人研发现状 ................................................ . (1)1.3 存在的问题 ................................................ .. (5)2 四足机器人腿的研究 ................................................ .. (6)2.1 腿的对比分析 ................................................ . (6)2.1.1 开环关节连杆机构 ................................................ (6)2.1.2 闭环平面四杆机构 ................................................ . (9)2.2 腿的设计 ................................................ (11)2.2.1 腿的机构分析 ................................................ (12)2.2.2 支撑与摆动组合协调控制器 ................................................ . (18)2.3 单条腿尺寸优化 ................................................ . (21)2.3.1 数学建模 ................................................ .. (21)2.3.2 运动特征的分析 ................................................ .. (23)2.4 机器人腿足端的轨迹和运动分析 ................................................ . (24)2.4.1 机器人腿足端的轨迹分析 ................................................ .. (24)2.4.2 机器人腿足端的运动分析 ................................................ .. (27)3 机体设计................................................. ................................................... . (30)3.1 机体设计 ................................................ (30)3.1.1 机体外壳设计 ................................................ (30)3.1.2 传动系统设计 ................................................ (31)3.2 利用Solid Works进行腿及整个机构辅助设计 (35)4 结论 ................................................ ................................................... (36)4.1 论文完成的主要工作 ................................................ .. (36)4.2 总结 ................................................ ................................................... .. 36参考文献 ................................................ ................................................... .. (37)致谢 ................................................ ................................................... (39)1 绪论1.1 步行机器人的概述机器人相关的研发和应用现如今早已变成每个国家的重要科研项目之一，通过运用机器人来代替人们的某些危险工作或者帮助残疾人完成自己所不能完成的事情。

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。

XXX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：国际机械设计制造及其自动化专业课程设计〔论文〕目录摘要 (3)第一章绪论 01.1. 六足仿生机器人的概念： 01.2.课题来源 (1)1.3.设计目的 (1)1.4.技术要求 (1)1.5.设计意义 (1)1.6.设计范围 (2)1.7.国内外的发展状况和存在的问题 (2)1.7.1.国外发展状况 (2)1.7.2.国内发展状况 (3)1.7.3.存在的问题 (4)1.8.具体设计 (4)1.8.1.设计指导思想 (4)1.8.2.应解决的主要问题 (4)1.8.3.本设计采用的研究计算方法 (5)1.8.4.技术路线 (5)第二章六足仿生机器人的步态规划 (6)步态分类 (6)2.1.1 三角步态 (6)跟导步态 (6)交替步态 (6)步态规划概述 (7)六足仿生机器人的坐标含义 (8)2.4 三角步态的稳定性分析 (11)2.4.1 稳定性分析 (11)稳定裕量的计算 (11)三角步态行走步态设计 (12)直线行走步态规划 (12)转弯步态分析 (14)六足机器人的步长设计 (14)六足是机器人的行走机构设计六足机器人着地点的优化 (15)第三章六足机器人的机构分析 (17)四连杆机构的设计 (17)理论根据与机构选择 (17)设计参数 (20)步行腿机构系统 (20)3.4 舵机驱动原理 (21)驱动原理 (21)3.4.2 舵机控制方法 (21)3.5 六足机器人主体设计 (23)3.5.1 机身 (23)腿部的设计 (24)足 (24)小腿 (25)大腿 (26)第四章总结 (27)4.1.设计小结 (27)设计感受 (27)课程设计见解 (27)参考文献 (28)谢辞 (29)2国际机械设计制造及其自动化专业课程设计〔论文〕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。

3106两足行走机器人行走控制系统设计.doc

1 绪论两足步行机器人是指可以使用两只脚交替地抬起和放下，以适当的步伐运动的机器人，可分为拟人机器人和桌面型两足机器人 (仿人机器人)大小和人相似，不仅具有拟人的步行功能，而且通常还具有视觉、语音、触觉等一系列拟人的功能；桌面型两足机器人通常指体积较小，只具有步行功能及其他少数特定功能的两足机器人，例如具有步行功能和视觉功能的自主踢足球机器人。

与拟人机器人相比，桌面型两足步行机器人的成本较低，除了具有科研性外，还具有广泛地娱乐性，也可以应用在教学和比赛中。

国内外的机器人大赛中，常常可以看到桌面型两足步行机器人的身影[1]。

1.1 课题的研究背景和意义于两足步行机器人的拟人性和对环境良好的适应性等特点，受到各国政府和研究者的广泛重视，是当今世界的高新技术的代表之一。

它在科研、教学、比赛和娱乐等方面都很到了很好的应用。

江苏省大学生机器人大赛和全国大学生机器人大赛中经常有两足步行机器人，它可以参加舞蹈机器人比赛、两足竞走机器人比赛、Robocop类人组机器人踢足球[10]器人创新比赛、Robocop救援组比赛等。

舞蹈机器人比赛时使用了日本“KONDO”两足步行机器人，性能出众，发挥稳定，获得了舞蹈机器人比赛的冠军。

但是该机器人是集成度很高的商业产品，它的控制系统不开放底层代码，难以进行二次开发和步态研究。

所以本文基于机器人控制系统中常用的众多处理器和操作系统各自的特点，并结合“KONDO”机器人机械结构的特性，选用了高性能、低功耗的 8 位AVR®微处理器内核处理器ATMega8P来实现对机器人的控制来。

设计的控制系统控制指令精简，控制转角精度高，波特率可以实时更改，体积小，重量轻，其可作为类人型机器人、仿生机器人、多自由度机械手的主控制器。

随着中国机械产业的不断进步，各高校相继开设机械类创新课程和比赛，学生可将其应用在各类机械创新作品中，优化控制系统参加比赛。

日本“KONDO”机器人如图1.1所示。

足式行走机器人设计

足式行走机器人设计一、内容：机器人能实现双组智力行走，并在可能的情况下实现小角度转弯。

机器人的外观最大尺寸不超过350mm（长）X 350mm(宽)X 350(高)。

二、问题简介就双足直立行走机器人来说，一部分和人类相似、下肢有三个关节的机器人固然很令人振奋，可这样的多自由度的结构正是造成平衡性技术瓶颈之所在，我们自然要另辟蹊径，可究竟什么样的结构可以在完成竞赛的要求的前提下得到评委们的青睐呢？目前就世界范围来讲，我们可以看到包括索尼新型舞蹈机器人“SDR-4X”、本田技术研究所已经开始出租的双足行走机器人”ASIMO”以及综合京为保障计划于2002年4月开始上的售价950万日元的“警卫机器人C4型”，每一款都很好，但是造价高昂，技术复杂，就本科阶段来讲，使我们所难达到的。

所以，我希望用初级的简单机械加上特殊的结构设计来挑战一下这个难题，特别是在处理转弯问题上应用了简单的电磁铁加上回复装置来实现，整体实现方法已下将一一介绍。

三、机器装置的原理方案构思和拟定1、问题解析双足直立行走机器人的主要问题将简化成为两个简单动作的实现：（1）向前走（2）小角度转弯这样就将一个很复杂的问题简化为两个问题的实现，而小角度转弯是建立在第一个问题基础上，所以需要先解决第一个问题，在解决第二个问题。

2、原理说明(1)向前走我毛实现机器人的双足直立行走，须根据简化的人体行走模型，机器人要有如下要求：1、单脚可以支撑整个身体重量，并且可以保证重心稳定。

2、非支撑脚着地瞬间支撑脚离地，即支撑教育非支撑脚保持相位差为80度。

3、支撑脚着地与非支撑脚离地瞬间，外界对系统的扰动远远不足意识系统失去平衡。

4、四要有足够的动力和合适的速度是机器人能够前进。

（2）小角度转弯在向前行走的基础上，我们将小角度转弯动作分解为以下角度转动：1、非支撑脚自身的周向小角度转动2、非支撑脚落地成为支撑脚3、另一支撑脚离地瞬间机体由于脚的恢复装置实现小角度转动四、原理方案的实现、传动方案的设计1、向前走（3）要实现单脚支撑整个身体，就必须是中心在脚内，为此，我们设计了如下的U型脚，这样可以使得在任何时刻，重心都在脚内，市的机器人非常的平稳。

四足机器人课程设计

实验目的
·进一步了解“创意之星”标准版套件；
·初步学习足式机器人的不太规划；
·深入学习AVR控制器的使用方法；
·深入学习模拟量传感器的使用方法。

实验要求
·模仿四腿生物的行走方式，四条腿交替前进；
·能感知光源，并能转向光源，朝光源前进。

实验过程
1.任务分析与规划
·了解腿式机器人
·步态规划
·任务规划
2.搭建机器人
3.让四足机器人走起来
·四足机器人步态分析
设计前进、后退步态
设计转向步态
·编写步态
·让舵机跟踪光源
建立工程
添加变量
程序逻辑设计
等待延迟
最终的程序流程及对应源码
·让四足机器人跟踪光源
、
实验小结
本次试验我们进一步熟练的掌握了机器人ID的设置方法，并且通过对四足机器人的动作设计使其达到行走的效果，我们进行了小组讨论等形式，进一步掌握了机器人行走的工作原理，为编写程序提供了更清晰的思路，通过本次试验，我们更加熟练的掌握了NorthSTAR软件的应用，加深了对机器人学习的兴趣。