六足机器人设计参考
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。
基于单片机控制的新型六足机器人毕业设计
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)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)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)4 结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)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。
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。
当然，我们还可以作为教学器械，通过研究昆虫爬行时各脚的运动情况，用机械形式表达出来，也可以作为仿生玩具及探险、搜救设备，还可以进入细小管道、地洞中勘察。
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。
仿生六足机器人的结构设计及运动分析
仿生六足机器人的结构设计及运动分析一、结构设计1.机体结构：仿生六足机器人的机体结构通常采用轻型材料如碳纤维和铝合金制作，以保证机器人整体重量轻，同时具备足够的强度和刚度。
机体一般采用箱型结构，保证机器人整体稳定。
2.足部结构：仿生六足机器人的足部结构是其中最重要的部分，直接关系到机器人的运动能力和适应性。
足部结构通常由刚性材料制成，具有良好的强度和刚度。
每个足部通常由三个关节驱动，分别是髋关节、膝关节和脚踝关节。
这些关节的设计对机器人的运动能力和足部适应性有着重要影响。
3.关节驱动方式：仿生六足机器人的关节驱动方式通常采用电机驱动和传动装置。
电机驱动可以提供足部的力和扭矩，使机器人能够进行各种运动，传动装置则用来将电机的运动传递到足部关节。
可以采用齿轮传动、连杆传动、带传动等方式，根据实际需求进行合理选择。
二、运动分析1.步态规划：步态规划是确定六足机器人各个足部的步态序列，以实现机器人的稳定行走。
常用的步态有三角步态、扭摆步态和螳臂步态等。
步态规划需要考虑机器人的稳定性和适应性，结合地面情况和环境要求进行合理选择。
2.动力学模拟：动力学模拟是对仿生六足机器人的运动进行分析和仿真，以优化机器人的运动能力和稳定性。
通过建立六足机器人的运动学和动力学模型，可以预测机器人的运动轨迹、步态设计和稳定性评估等。
动力学模拟可以帮助改善机器人的设计和控制策略。
3.控制策略：仿生六足机器人的控制策略采用了分布式控制和自适应控制的方法。
分布式控制通过将机器人的控制任务分配给多个子控制器，使得机器人具备较好的容错性和适应性。
自适应控制方法则通过对机器人的运动进行实时监测和反馈调整，使机器人能够自主学习和适应不同环境和任务。
综上所述，仿生六足机器人的结构设计和运动分析是实现机器人稳定行走和适应环境的重要环节。
正确的结构设计和合理的运动分析可以有效提高机器人的运动能力和稳定性，从而使机器人在实际应用中具备良好的适应性和操作性能。
六足机器人设计
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、A T89S51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 (8)三、微型伺服马达原理与控制 (9)（一）、微型伺服马达内部结构 (9)（二）、微行伺服马达的工作原理 (9)（三）、伺服马达的控制 (10)（四）、选用的伺服马达 (10)四、红外遥控 (11)（一）、红外遥控系统 (11)（二）、遥控发射器及其编码 (11)（三）、红外接收模块 (12)（四）、红外解码程序设计 (12)五、控制程序 (13)六、六足爬虫机器人结构设计图 (18)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。
六足仿蜘蛛机器人的结构设计与仿真分析
六足仿蜘蛛机器人的结构设计与仿真分析一、概述随着科技的飞速进步，机器人技术已经逐渐渗透到各个领域，特别是在仿生机器人领域，其研究与应用更是取得了显著的成果。
六足仿蜘蛛机器人作为仿生机器人的一种，其结构设计与仿真分析是当前研究的热点之一。
六足仿蜘蛛机器人是一种模拟蜘蛛行走方式的机器人，具有适应性强、稳定性高、运动灵活等优点。
通过模拟蜘蛛的六足行走机制，该机器人能够在复杂环境中实现高效、稳定的运动，具有重要的应用价值。
在结构设计方面，六足仿蜘蛛机器人需要考虑多个因素，包括机械结构、驱动方式、运动学分析等。
机械结构是机器人的基础，需要合理设计各部件的尺寸、形状和连接方式，以实现机器人的稳定行走和灵活运动。
驱动方式的选择直接影响到机器人的运动性能和效率，常见的驱动方式包括电机驱动、液压驱动等。
运动学分析则是研究机器人运动规律的重要手段，通过对机器人运动学模型的建立和分析，可以预测和优化机器人的运动性能。
在仿真分析方面，通过建立六足仿蜘蛛机器人的虚拟样机，可以在计算机环境中进行各种实验和测试，以验证机器人设计的合理性和有效性。
仿真分析可以帮助研究人员快速发现设计中存在的问题，并进行相应的优化和改进。
仿真分析还可以为机器人的实际制造和测试提供重要的参考依据。
本文旨在探讨六足仿蜘蛛机器人的结构设计与仿真分析方法，为该类机器人的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
1. 机器人技术的发展趋势随着科技的飞速进步，机器人技术正迎来前所未有的发展机遇。
从简单的自动化操作到复杂的智能决策，机器人技术正逐步渗透到我们生活的方方面面。
在当前的科技浪潮中，机器人技术的发展趋势呈现出以下几个显著特点。
人工智能技术的深度融合是机器人技术发展的重要方向。
随着深度学习、神经网络等技术的不断发展，机器人逐渐具备了更强的感知、理解和决策能力。
这使得机器人能够更好地适应复杂多变的环境，实现更高级别的自主操作。
机器人技术的集成化趋势日益明显。
传统的机器人往往只具备单一的功能，而现代机器人则更倾向于将多种功能集成于一体，实现一机多用。
(完整版)六足机器人设计毕业设计
机电系统设计与制造说明书设计题目六足机器人设计班级姓名学号指导老师目录第一章.课程设计的目的与要求1.1现状分析 (4)1.2六足机器人的意义 (4)1.3课程设计的目的 (4)1.4课程设计的基本要求 (5)第二章.系统总体设计方案2.1机构简化 (6)2.2方案设计 (7)第三章.运动学计算3.1杆长分析……………………………………………………83.2杆长验证 (9)3.3位置分析……………………………………………………113.4速度分析……………………………………………………19第四章.动力学计算4.1电机转矩计算………………………………………………174.2杆件受力分析………………………………………………184.2电机选择………………………………………………19第五章.非标准件的尺寸确定及校核5.1轴的尺寸与校核……………………………………………205.2主动杆的尺寸与校核………………………………………235.3其他杆件的尺寸与校核……………………………………245.4其他零件尺寸确定……………………………………25第六章.标准件选择6.1轴承的选择与校核…………………………………………276.2联轴器的选择与校核………………………………………276.3螺栓的选择与部分承重螺栓的校核………………………276.4键的选择与校核…………………………………………29第七章.设计总结7.1课程设计过程………………………………………………317.2设计体会…………………………………………………32第八章.参考文献……………………………………………33第九章附录…………………………………………………341.1 现状分析所谓多足机器人，简而言之，就是步行机。
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性：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。
六足步行机器人
主控制板在设计之初，就将通用性作为一个重要的目标考虑。六足机器人的主控板不仅可以提供六足的电机控制，还可以成为四足机器人、五自由度机械手的控制主板。MSP430F149定时器的八个PWM输出对于六足机器人来说没有用处，但是对于使用PPM控制口较少的四足机器人（需要八个）和五自由度机械手（需要五个）来说可以直接利用定时器的这种功能，简化编程工作。
图1.1 电机命名分类
之所以给电机命名分类，主要是方便写行走步骤，详细内容请参考第三章。
调整电机的方法是：先卸掉腿电机轴心固定螺钉（见图1.2），然后用十字安装架调整电机轴心角度（见图1.3），可利用直角尺、铅笔等工具保证精度。最后取掉十字安装架、固定好图2.2 中所示螺钉。
臂电机和脚电机的安装误差建议由软件来修正。
关键词：舵机 msp430单片机 行走算法 超声波传感器
Abstract
Six feet robot is based on special roboticconfigurationincluding 18 servo-electro motors.My task is driving it to move, forImust first design thePCB,weld the PCB when it comes back,connectwires to the PCB andprogramme.The robot at last moves smoothly, glidingly, in each directionIwant it to, of its six.Before programming,arithmeticof eight-step is used to push the robot to go forward in one fixed direction.To make it generalization,Iconclude the very arithmetic by which movements of every servo-electromotor can be computed if the number of the direction servo-electromotor is given.The next task is that the robot can move in the direction which is judged as the best one after checking theenvironmentbyultrasonic.Having a pair of eyes, the robot can see where the block is and where it can march over.The main controlling board is all right but it can be better if more steady and reliable, and if more functional parts is added as keyboards and the interface with Boot Strap Loader.Itdeserves to do further research at the moving measure-control plat of six feet robot on the use of sensors as ultrasonic,compassmodules.It is useful to develop the technologies of image management and remote info-transmission at the plat, too.Themeasure-control plat of six feet robot is widely used in measuringweather, doing special tasks, and as anassistantin house.
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。
仿生六足机器人机构的设计设计说明书论文
仿生六足机构的设计设计说明书论文仿生六足机构的设计设计说明书论文1.引言本文档旨在介绍和详细说明仿生六足机构的设计。
该旨在模拟昆虫的运动和行为，并具有良好的运动稳定性和适应性。
本文将涵盖的整体设计、机械结构设计、传感器布局、动力系统、控制系统以及的性能评估等方面。
2.的整体设计在本节中，将详细描述的整体设计。
包括的尺寸和重量限制、机械结构布局、传感器布置和控制系统要求等。
2.1 尺寸和重量限制的尺寸和重量限制是设计过程中的重要考虑因素。
根据应用需求，确定的总体尺寸和重量范围。
2.2 机械结构布局的机械结构布局是实现结构稳定和运动灵活性的关键。
本节将介绍的骨架设计、六足机构设计和连接机构设计。
2.2.1 骨架设计骨架设计是整体结构的基础。
根据的尺寸和重量限制，确定骨架材料和结构形式，保证的稳定性和强度。
2.2.2 六足机构设计六足机构是行走和运动的主要部件。
在本节中，将介绍六足机构的设计原理、关节设计和运动学分析。
2.2.3 连接机构设计连接机构设计是各个部件之间连接和传递力的重要环节。
根据的布局和运动需求，设计合适的连接机构，保证各部件的稳定性和运动性能。
2.3 传感器布置传感器布置是感知外部环境和自身状态的关键。
本节将介绍传感器的种类、布置位置和工作原理，保证的感知性能。
2.4 控制系统要求控制系统是实现自主运动和行为的核心。
在本节中，将详细说明的控制系统要求，包括控制算法、实时性要求和通信方式等。
3.机械结构设计机械结构设计是实现运动和行为的基础。
本节将详细介绍的机械结构设计，包括骨架设计、关节设计和运动学分析等。
3.1 骨架设计根据前文中的骨架设计要求，进行骨架结构的具体设计。
确定骨架材料、尺寸和连接方式等。
3.2 关节设计关节设计是六足行走和运动的关键。
在本节中，将介绍关节设计的原则和方法，并确定关节的结构和参数。
3.3 运动学分析运动学分析是运动和姿态控制的重要环节。
本节将对的运动学进行详细分析，包括正运动学和逆运动学，并计算的运动空间和姿态范围。
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。
第6章-六足仿生机器人项目设计
图6-2踝关节零件图
图6-3上板零件图
图6-4膝关节零件图
图6-5足零件图
图6-6云台零件图
图6-7踝关节零件图
本节所提供的零件都是3D建模，自行打印完成的，上 述所有模型的尺寸单位都是mm。虽然作者使用的建模软件 是SolidWorks，同学们也可以根据自己平时的喜好和习惯 选用其他的建模软件操作，只要按照上图所给出的尺寸设 计就可以，但是输出文件一定要选择.stl格式的才可以， 因为目前市面上常用的桌面级3D打印机和准工业级3D打印 机仅支持这种文件格式。
3.第12项OPENMV模块是本项目的视觉模块，因其与Arduino兼容性 较好，功能调用较为容易而选用。本模块用两个版本，分别为M4和M7。 M4版本固件版本较低，芯片处理速度低于M7，但是其价格便宜，实现的 功能基本相同，没有特别需求的同学可以选择M4版本。
第13项云台支架本项目使用的是自行建模3D打印的零件，主要目的是降 低开发成本。如果有同学想要性能更好的云台或者完成某些测绘、监控任务 的需求，可自行选装市面上的各种二轴、三轴无刷云台，提高性能的同时不 影响本项目机器人的其他功能实现。
图6-8 固定示意图（1）
图6-9 固定示意图（2）
步骤二： 把膝部舵机和上一步的零件一起固定，固定过程分解图如图6-10、6-11、6-12 所示。
图6-10 固定示意图（1）
图6-11 固定示意图（2）
图6-12 固定示意图（1）
步骤三： 将上一步完成的内容与胫部关节连接件固定，示意图如下图6-13、6-14所 示。
2.openmv与Arduino的通信 OPENMV与Arduino mega2560 连接通信方法如表6-1和图6-27所示。 表6-1对应引脚关系图
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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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。
轮行机器人的不足之处在于对于未知的复杂自然地形，其适应能力很差，而步行机器人可以在复杂的自然地形中较为容易的完成探测任务。
因此多足步行机器人有广阔的应用前景，如军事侦察、矿山开采、核能工业、星球探测、消防及营救、建筑业等领域。
在步行机器人中，多足机器人是最容易实现稳定行走的。
在众多步行机器人中，模仿昆虫以及其他节肢动物们的肢体结构和运动控制策略而创造出的六足机器人是极具代表性的一种。
六足机器人与两足和四足步行机器人相比，具有控制结构相对简单、行走平稳、肢体冗余等特点，这些特点使六足机器人更能胜任野外侦查、水下搜寻以及太空探测等对独立性、可靠性要求比较高的工作。
国内外对六足机器人进行了广泛的研究，现在已有70多种六足机器人问世，由于六足仿生机器人多工作在非结构化、不确定的环境内，人们希望其控制系统更加灵活，并且具有更大的自主性。
同时六足仿生机器人肢体较多，运动过程中需要实现各肢体之间的协调工作，如何方便可靠的实现这种协调，也是六足仿生机器人结构设计研究的一个热点。
1.2 多足机器人的机构类型一般来说，腿的构造形式可分为昆虫类和哺乳动物类两种不同形式。
昆虫类生物其腿的数目较多，一般在四足以上;其腿分布于身体的两侧，身体重心低，稳定性好，且运动灵活，但过低的重心不利于昆虫的越障能力;喃乳动物的行走腿则通常为两足或四足，且腿多分布于身体下方，重心高，便于快速奔跑和越障，但在转向等需要灵活性的场合不如昆虫类有优势。
无论是昆虫类亦或哺乳动物类的腿的构造方式，在机器人机构中的具体实现形式上，一般有以下几种方式:1.2.1 单连杆式出于简易灵活、价格低廉的角度考虑，一些功能单一、以娱乐性为主机器人的六条腿采用单连杆机构设计，并以较少的自由度实现了基本的步行功能，减少了执行电机，简化了设计。
目前市面上有很多诸如此类的爬虫玩具，如图所示为常见的单杆式腿结构的机器人。
但是，过于简单的腿部结构以及较少的自由度导致此类机器人难以完成复杂的动作，实用性较差。
不过这类机器人也可以通过简单的控制完成倒退、转弯等功能，只是无法实现精确定位。
1.2.2 关节式出于简易灵活、价格低廉的角度考虑，一些功能单一、以娱乐性为主机器人的六条腿采用单连杆机构设计，并以较少的自由度实现了基本的步行功能，减少了执行电机，简化了设计。
目前市面上有很多诸如此类的爬虫玩具，如图2一1所示为常见的单杆式腿结构的机器人。
但是，过于简单的腿部结构以及较少的自由度导致此类机器人难以完成复杂的动作，实用性较差。
不过这类机器人也可以通过简单的控制完成倒退、转弯等功能，只是无法实现精确定位。
1.3 多足机器人的控制策略通俗地说，步态是行走系统抬腿和放腿的顺序。
从1899年Muybridge用连续摄影法研究动物的行走开始，人们对步行行走机构的步态进行了大量的研究工作，尤其是近二三十年来，关于步态研究的重要成果不断涌现。
下面介绍的是目前应用较广的几种多足机构行走方式。
1.3.1 三角步态三角步态也称交替三角步态，是“六足纲”昆虫最常使用的一种步态，也被誉为最快速有效的静态稳定步态。
大部分六足机器人都是从仿生学的角度出发使用这一步态。
昆虫三角步态的移动模式较简单，非常适合步行架构的机器人的直线行走，行进速度也比较快。
本论文也采用这种步态实现机器人的直线行走，该步态的具体方式将会在后文中具体给出。
1.3.2 跟导步态通常，三角步态的研究通常都局限在平坦地面，并且假设对于不平地面也是合理的。
然而随着1974年Sun首先提出了跟导步态的概念，并于1983年由Tsai 成功地把这种步态应用于俄亥俄州立大学的电动六足机器人中，这些为跟导步态的研究和发展，为提高机器人在不平地面上的行走速度奠定了基础。
对于六足机器人来说，跟导步态的重点是选择前两足下一步的落点，而一对中足和一对后足的下一步落点由当前前足和中足的立足点决定。
跟导步态每次只需要选择前两足的立足点，因而具有控制简单，稳定性较好，越沟能力强等特点，所以特别适合多足步行机在不平地面行走时采用。
1.3.3交替步态与跟导步态类似，为了充分发挥六足机器人相对于轮式机器人在复杂地形的行走优势，交替步态成为新兴的六足机器人研究的重点。
这种单腿交替行走步态，也被称为五角步态。
在交替步态中，各腿的运动可分为抬升和前进两个部分。
当某腿的相邻各腿均已触地时，该腿开始运动，并给其相邻各腿发出信号。
同样，在该腿触地时，也会给相邻各腿发出触地信号。
这样，一旦整个六足系统进入行走状态，这种顺次的步态运行状态就可以一直维持下去。
由于各腿等待其相邻腿触地的时间取决于其相邻腿的动作及其触地位置，因而，对于崎岖不平的地面而言，这种步态本身是不可预测的。
然而，对于理想的平整地面而言，各腿的运动周期应该是一致的，故而此时的交替步态实质上等同于三角步态。
2 六足机器人的硬件搭建2.1 机器人部分2.1.1 主控芯片机器人主控芯片采用先进的ARM Cortex M4架构的STM32F407芯片。
具有浮点型运算能力，增强型的DSP处理指令，主频高达168MHz，拥有高达1M字节的片上内存。
本设计所选用封装为LQFP100封装，有多达80个IO口，9个通用定时器，20路以上的PWM输出通道，因此有足够的硬件资源满足本系统的设计需要。
2.1.2 结构设计六足机器人每条腿有三个自由度，前两个自由度的转动轴线相互垂直，后两个自由度的转动轴线相互平行，分别由三个独立的舵机驱动。
根据所需扭力和成本，选择辉盛MG995舵机。
2.2 遥控器部分遥控器部分使用基于ARM920T核心的S3C2440A微处理器，主频可达400MHz，并且包含MMU内存管理单元提供了对Linux，Windows CE等操作系统的支持。
2.3 RF射频通信部分nRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。
无线收发器包括:频率发生器、增强型SchockBurstTM模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。
输出功率、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。
3 操作系统的搭建3.1 μc/OSII系统的移植与搭建μC/OS-II，作为一个优秀的实时系统，不仅代码短小精悍，在实时性方面也非常优秀。
μC/OS-II的各种服务都以任务的形式来出现的。
在μC/OS-II中，每个任务都有一个唯一的优先级。
它是基于优先级可剥夺型内核，适合应用在对实时性要求较高的地方。
现在介绍各个方框内的部分。
从上往下看，可以看到应用程序在整个μC/OS-II的构架的最上方。
这点也很容易理解，因为μC/OS-II作为一个很优秀的嵌入式操作系统，它最基础的功能就在底层驱动支持下屏蔽硬件的差异性，来为用户提供一个不需要考虑硬件的多任务平台。
因此和其他的操作系统一样用户程序都是建立在μC/OS-II内核基础之上的。
这样非常方便应用程序的编写。
中间层左边方框内的这些代码是与处理器及其他硬件都无关的代码。
可以看到，这些代码占了整个μC/OS-II的绝大部分。
作为嵌入式操作系统，易于移植是一个优秀操作系统必不可少的特性之一。
为了使μC/OS-II易于移植，它的创始人花费了大量的心血，力求与硬件相关的代码部分占整个系统内核的比例降到最小。