六足爬行机器人设计--第2章 六足爬行机器人的方案设计
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。
教师参考资料_第二章简易机器人设计(1)_六足蟋蟀
科学探索活动手册教师参考资料第二章简易机器人设计（1）活动项目四六足蟋蟀一、教学目标根据曲柄摇杆机构工作原理，设计一个由减速马达驱动，通过齿轮传递动力，可六足行走的蟋蟀。
二、教学重点1、了解什么是死点，解决曲柄摇杆机构在运动中出现死点问题。
2、保证六足蟋蟀在行走时各足相互协调并保持平稳。
三、主要教学方法演示法、任务驱动法、课堂讨论法、讲授法、案例教学法。
四、教学准备1、六足蟋蟀模型每小组一套；2、中小学通用技术课程配套教材第三册《科学探索》活动手册053页《活动准备》里面的结构胶件每小组一套（有条件每人一套）；3、BDS机器人编程软件、教学课件。
五、教学过程（一）创设情境导入播放蟋蟀的图片，学生有个直观的了解，蟋蟀其实是可以模仿的，可以通过机器人制作去模仿蟋蟀。
模仿蟋蟀的样子，模仿蟋蟀行走的状态等等。
（二）教学活动环节设计1、教师把六足蟋蟀模型展示出来，让学生观察六足蟋蟀行走。
2、教师讲解六足蟋蟀六条腿行走是利用了摇杆原理设计出来的执行系统。
每条腿安装角都有考量。
3、引导学生做好搭建的分工，分小组进行六足蟋蟀模型的搭建，学生根据书本的搭建步骤搭建六足蟋蟀或自己设计搭建六足蟋蟀。
教师巡视，当学生在搭建过程中遇到到问题时，引导学生分析问题、解决问题。
由于六足蟋蟀的六足搭建有一定的难度，教师尽量去帮助学生解决六足摇杆的搭建。
3、当各个小组把竞赛车搭建好之后，开始教学编程。
这只是编程的一个参考，这点要和学生说明。
让学生知道编程可以有个性的发挥空间。
教师在投映仪上打开BDS编程界面，把永远循环模块从控制模块中拖至主程序下，然后再从执行模块菜单中把启动电机模块纳入永远循环模块下，接着设置启动电机的速度，设置速度时不要太快。
由于六足蟋蟀模型行走时不能转弯，所以告诉学生，要设置六足蟋蟀走直线。
4、让学生自己插好程序下载线，按下主控器上的电源键，打开电源，把自己编译好的程序下载到主控器中。
待程序下载完毕后，再次按下主控器上的电源键，关闭电源，拔出程序下载线。
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。
六足机器人的运动分析及路径规划
六足机器人的运动分析及路径规划
引言：
一、六足机器人的运动分析
1.静态平衡：
2.步态：
3.动态平衡：
二、六足机器人的路径规划
1.全局路径规划：
全局路径规划是指六足机器人在未知环境中通过规划整个路径来达到目标地点。
常见的算法有A*算法和Dijkstra算法等。
这些算法可以通过地图信息确定机器人需要经过的路径，从而避免障碍物和陷阱。
2.局部路径规划：
局部路径规划是指六足机器人在行进过程中根据当前环境实时规划行进路径，以避开障碍物和克服地形等不利因素。
常见的算法有避障算法，如B样条算法和虚拟力场算法等。
这些算法可以根据传感器信息进行实时调整路径，以避免碰撞和陷入困境。
3.速度规划：
速度规划是指六足机器人在行进过程中根据当前环境和任务要求来规划移动速度。
常见的算法有PID控制算法和模糊控制算法等。
这些算法可以根据机器人的位置和目标位置以及环境信息来调整机器人的运动速度，以达到更加平滑和高效的运动。
三、总结
六足机器人的运动分析及路径规划是使机器人能够进行正常运动和完
成任务的关键。
静态平衡、步态和动态平衡是六足机器人运动分析的重点，全局路径规划、局部路径规划和速度规划是六足机器人路径规划的关键。
通过对六足机器人运动特点的深入分析和合理的路径规划算法的选择，可
以实现六足机器人的稳定运动和高效任务执行，从而提高机器人的实际应
用性能。
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。
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。
六足爬行机器人设计
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
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。
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(完整)六足机器人设计毕业编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)六足机器人设计毕业）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
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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 (8)3.2杆长验证 (9)3.3位置分析 (11)3.4速度分析 (19)第四章.动力学计算4。
1电机转矩计算 (17)4.2杆件受力分析 (18)4.2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 (20)5.2主动杆的尺寸与校核 (23)5。
3其他杆件的尺寸与校核 (24)5.4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 (27)6.2联轴器的选择与校核 ………………………………………27 6.3螺栓的选择与部分承重螺栓的校核 ………………………27 6。
4键的选择与校核 …………………………………………29 第七章。
设计总结7。
1课程设计过程 ......................................................31 7。
2设计体会 .........................................................32 第八章。
(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。
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
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【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。
山东理工大学六足机器人设计方案
山东理工大学六足机器人设计方案
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：
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，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。
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。
四连杆式埃万斯机构该机构有各种衍化形式，是可用连杆曲线轨迹作为足端轨迹的一种步行机构，以四杆机构为腿部机构的设计原则和目的都是为了尽可能保证足端运动轨迹的平整性，达到使机器人平稳运动的目的。
其优点在于结构简单、轻便、可
通过改变杆长实现不同轨迹的行走。
六足机器人行走机构设计
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
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
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第2章六足爬行机器人的方案设计
2.1 总体设计要求
技术参数：
自由度数：每条腿有3个，共有16个；
本体体重：≤6kg；
行走速度：≥20mm/s；
设计要求：
能够完成前进、倒退、转弯、摆头、避障等任务，并且便于人工控制。
工作要求：
1)机器人的重量控制在6公斤左右，但是这是设计的爬行机器人，为适应不同地形，
它的最大负重加20%。
为1.2公斤；
2)机器人机体运动时离地最低为100mm；
3)机器人机步长不低于50mm；
4)为保证电机良好工作和不至于使电机在重负重下工作，机器人小腿和地的夹角不小
于10度，不大于40度，小腿往内倾斜；
多足爬行机器人的一般设计准则：
1) 能够实现机器人多种姿态间的灵活调整；
2) 机器人机体结构简单、紧凑，重量轻；
3) 机器人整体结构强度高、刚度好、负载能力达到要求；
4) 在满足功能要求的情况下，尽量减少驱动及配套装置数量，简化控制的复杂性。
2.2六足爬行机器人的步态规划
步态设计是实现爬行的关键之一，也是系统控制难易的标志，为达到较为理想的爬行，考虑下列要求：
1)步行平稳、协调，进退自如，无明显的左右摇晃和前后冲击；
2)机体和关节间没有较大的冲击，特别是当摆动腿着地时，与地面接触为软着陆；
3)机体保持与地面平行，且始终以等高运动，没有太大的上下波动；
4)摆动腿胯步迅速，腿部运动轨迹圆滑，关节速度与加速度轨迹无奇点；
5)占空系数β的合理取值。
根据占空系数β的大小可分为3种情况：
1)β=0.5，在摆动腿着地的同时，支撑腿立即抬起，即任意时刻同时只有支撑相
或摆动相；
2)β>0.5，机器人移动较慢时，摆动相与支撑相有一短暂的重叠过程，即机器人
有所有腿同时着地的状态；
3)β<0.5，机器人移动较快时，所有腿有同时为摆动相的时刻，即所有腿同时在
空中，处于腾空状态，因此在交替过程中要求机器人机构具有弹性和较快的速
度，否则难以实现。
通过以上分析，我们设计出β>0.5（β=0.55）的六足机器人步态为满足其平稳性的要求，六足机器人采用占空系数为0.55（即在运动过程中有六条腿同时着地）的三角步态。
如图2.1(a)所示，机器人开始运动时，六条腿先同时着地，然后2、4、6三条腿抬起进行向前摆动的姿态准备，另外三条腿1、3、5处于支撑状态，支撑起机器人本体以确保机器人的重心位置始终处于三条支腿所构成的三角形内，使机器人处于稳定状态而不至于摔倒，摆动腿2、4、6抬起向前跨步(如图2.1(b)所示)，支撑腿1、3、5
一面支撑机器人本体，一面在动力的作用下驱动机器人机体向前运动半步长s(如图
2.1(c)所示)。
在机器人机体移动结束后，摆动腿2、4、6立即放下，呈支撑态，使机器人的重心位置处于2、4、6三腿支撑所构成的三角形稳定区内，同时原来的支撑腿1、3、5经短暂停留后抬起并准备向前跨步(如图2.1(d)所示)，当摆动腿1、3、5向前跨步时(如图2.1(e)所示)，支撑腿2、4、6此时一面支撑机器人，一面驱动机器人本体，使机器人机体向前行进半步长s(如图2-1(f)所示)，如此不断循环往复，以实现机器人的向前运动，由于设计速度并不是非常精确，所以其行进轨迹并不是一条笔直的直线。
图2.1 直线行走时的步态
六足爬行机器人步态除了三角步态以外还有一种少见的六足步态，六足步态和三角步态的主要区别是在三角步态中六个足都有竖直和水平两个自由度，而六足步态中仅有前腿和后腿能前后移动，中间腿只有竖直方向一个自由度，所以当机器人采用这种步态行走时躯体很难稳定，有较大幅度的摇摆。
所以这种步态只有少数自由度数较少的机器人才会采用。
本文还设计了一种机器人转弯步态，见图2.2。
以机体中心为旋转中心的旋转方式即中心转轴步态主要是这样的：机器人在静止状态下六个足端点的分布（俯视图）如图2.5 所示。
把左面三足分别命名为L1、L2、L3，右面三足分别命名为R1、R2、R3。
采用中心转轴步态原地右转弯，首先L1、R2、L3三条腿抬起并向右旋转，而R1、L2、R3三条腿支撑地面；待L1、R2、L3 落地后，R1、L2、R3再抬起回到中位，然后落地，如此循环。
每个动作周期机器人在原地旋转一定度数，重复多次后，就完成了右转弯的动作。
L1 足端将最终落在（L1）位置处，其余足端类似。
图2.2 中心轴步态示意图
2.3六足爬行机器人的控制系统方案设计
机器人的控制系统是机器人的大脑，是实现机器人运动的最重要的保障。
此次爬行机器人的关键部件主要包括机身和若干个足，每一个足拥有若干个自由度，每个自由度由一个关节驱动。
但是机器人不仅只有运动，还必须对周围环境进行处理，当遇到障碍物时必须转弯，遇到不能走的地方时是停止运动还是以其他的方式通过。
目前，控制系统的实现方法主要有以下几种：以模拟电路硬接线方式建立的运动控
制系统、以微控制器为核心的运动控制系统、在通用计算机上用软件实现运动控制策略和可编程逻辑器件为核心的运动控制系统，各个控制系统的优缺点如表2.1。
由于此次的六足爬行机器人要完成的功能较为简单，且控制不是很复杂，并且自己所学的对单片机比较熟悉，并且考虑到通用性的问题，所以选择以微控制器为核心的运动控制系统作为本次设计的控制系统。
此次设计的控制系统结构框图如图2.3。
图2.3六足爬行机器人控制系统的结构框图
2.4六足爬行机器人腿部结构的方案设计
爬行机器人的腿部结构是机器人运动活动最多的部位，也是主要的执行机构，机构型式的好坏，将直接影响到整个系统的整体性能。
多足爬行机器人的腿有多种形式。
常见的有缩放式、伸缩式及关节式等，不同的腿部结构形式又具有不同的特点。
图2.4 不同的腿机构形式
不同形式的腿结构适用于不同的环境和设计要求，各腿的优缺点如表2.2。