#include
#include
unsigned int phase = 0;
unsigned int ServoPos[6] = {97,89,94,88,94,96};
unsigned int HomePos[6] = {97,89,94,88,94,96};
#define FGDD 10 //翻跟头等待时间
#define CBDD 100 // 迈步步等待时间
#define XS 10 //斜身幅度
#define MBFDY 15 // 迈步幅度1
#define MBFDE MBFDY*2 // 迈步幅度2
#define FGFD 58 //翻跟头幅度
#define MBSD 15 // 迈步速度
#define FGSD 12 //翻跟头速度
#define JBHWSD 50 //后脚板回位速度
/*-----计时器计数器1(16 bit) 比较匹配中断（固定周期2.5ms中断，每次中断后把PC中一个引脚置高,8次中断正好20ms 8*2.5=20ms）-----*/
SIGNAL(SIG_OUTPUT_COMPARE1A)
{
PORTC |= (1< TCNT1 = 0x00; /* 计时器计数器1 置0 */ OCR0 = ServoPos[phase]; /* 当TCNT0增加到和ServoPos[phase]相等时产生计时器计数器0中断，ServoPos[phase]的值决定了高电平的时间，也就是脉冲的宽度*/ TCCR0 |= (1< phase++; /*phase加1*/ if (phase > 5) /*phase=0,1,2,3,4,5,6,7,分别对应了PC0，PC1，PC2，...PC7*/ { phase = 0; } } /*-----计时器计数器0(8 bit) 比较匹配中断（中断的时间根据OCR0中设置的ServoPos[phase]值决定，中断后把PC口8个引脚全部降低）-----*/ SIGNAL(SIG_OUTPUT_COMPARE0) { PORTC &= ~((1< TCCR0 &= ~(1< TCNT0 = 0x00; /* 计时器计数器0 置0 */ } /*-----步行关系-----*/ /*(94-60)*16= 512us=0.512ms*/ /*(94-00)*16=1504us=1.504ms*/ /*(94+60)*16=2496us=2.496ms*/ /*62------> 90°*/ /* 1------>1.5°*/ /*15----->22.5°*/ /*20------> 30°*/ /*30------> 45°*/ /*用T2中断做的mS 延时函数-----用于每个动作之间的延时*/ void wait_ms(int msec) { int count; /* 反复用途计数器变数（for 句子用使用)*/ TCCR2 |= (1< for (count = 0; count < msec; count++) /* 只反复msec 的次数*/ { /*1 mS 生成*/ TCNT2 = 0x00; /* 计数器２置0 */ while(TCNT2 < 250){} /* 直到250*4=1000us=1ms 反复（等待）*/ } } /*void step1(void) //由立正抬左脚迈左腿左脚落地 { unsigned char i; for(i=XS;i>0;i--) { ServoPos[2] = ServoPos[2] + 2; ServoPos[5] = ServoPos[5] + 1; wait_ms(JBHWSD); } for(i=XS;i>0;i--) { ServoPos[2] = ServoPos[2] - 1; wait_ms(JBHWSD); } for(i=MBFDY;i>0;i--) { ServoPos[0] = ServoPos[0] - 1; ServoPos[1] = ServoPos[1] - 1; ServoPos[3] = ServoPos[3] - 1; ServoPos[4] = ServoPos[4] - 1; wait_ms(MBSD); } for(i=XS;i>0;i--) { ServoPos[2] = ServoPos[2 ] - 1; ServoPos[5] = ServoPos[5] - 1; wait_ms(JBHWSD); } } void step2(void) //行进中抬右脚迈右腿右脚落地{ unsigned char i; for(i = XS;i>0;i--) { ServoPos[2] = ServoPos[2] - 1; ServoPos[5] = ServoPos[5] - 2; wait_ms(JBHWSD); } for(i = XS;i>0;i--) { ServoPos[5] = ServoPos[5] + 1; wait_ms(JBHWSD); } for(i =MBFDE;i>0;i--) { ServoPos[0] = ServoPos[0] + 1; ServoPos[1] = ServoPos[1] + 1; ServoPos[3] = ServoPos[3] + 1; ServoPos[4] = ServoPos[4] + 1; wait_ms(MBSD); } for(i = XS;i>0;i--) { ServoPos[5] = ServoPos[5] + 1; ServoPos[2] = ServoPos[2] + 1; wait_ms(JBHWSD); } } void step3(void) //行进中抬左脚迈左腿左脚落地{ unsigned char i; for(i =XS;i>0;i--) { ServoPos[2] = ServoPos[2] + 2; ServoPos[5] = ServoPos[5] + 1; wait_ms(JBHWSD); } for(i =XS;i>0;i--) { ServoPos[2] = ServoPos[2] - 1; wait_ms(JBHWSD); } for(i = MBFDE;i>0;i--) { ServoPos[0] = ServoPos[0] - 1; ServoPos[1] = ServoPos[1] - 1; ServoPos[3] = ServoPos[3] - 1; ServoPos[4] = ServoPos[4] - 1; wait_ms(MBSD); } //脚底板回位,左脚落地 for(i = XS;i>0;i--) { ServoPos[2] = ServoPos[2] - 1; ServoPos[5] = ServoPos[5] - 1; wait_ms(JBHWSD); } } void step4(void) //迈右腿停止{ unsigned char i; for(i=XS;i>0;i--) { ServoPos[2] = ServoPos[2] - 1; ServoPos[5] = ServoPos[5] - 2; wait_ms(JBHWSD); } for(i=XS;i>0;i--) { ServoPos[5] = ServoPos[5] + 1; wait_ms(JBHWSD); } for(i=MBFDY;i>0;i--) { ServoPos[0] = ServoPos[0] + 1; ServoPos[1] = ServoPos[1] + 1; ServoPos[3] = ServoPos[3] + 1; ServoPos[4] = ServoPos[4] + 1; wait_ms(MBSD); } for(i = XS;i>0;i--) { ServoPos[5] = ServoPos[5] + 1; ServoPos[2] = ServoPos[2] + 1; wait_ms(JBHWSD); } }*/ void step5(void) //1 头前趴{ unsigned char i; for(i=FGFD;i>0;i--) { ServoPos[3] = ServoPos[3] + 1; ServoPos[0] = ServoPos[0] - 1; wait_ms(FGSD); } for(i=FGFD;i>0;i--) { ServoPos[1] = ServoPos[1] + 1; ServoPos[4] = ServoPos[4] - 1; wait_ms(FGSD); } } void step6(void) //脚往前趴，{ unsigned char i; for(i=FGFD;i>0;i--) //0 抬起90 { ServoPos[0] = ServoPos[0] + 1; wait_ms(FGSD); } wait_ms(50); for(i=FGFD;i>0;i--) //1动180 { ServoPos[1] = ServoPos[1] - 2; wait_ms(FGSD); } for(i=FGFD;i>0;i--) //0 z dong 90 { ServoPos[0] = ServoPos[0] + 1; wait_ms(FGSD); wait_ms(50); for(i=FGFD;i>0;i--) //3 dong 90 { ServoPos[3] = ServoPos[3] - 1; wait_ms(FGSD); } wait_ms(50); for(i=FGFD;i>0;i--) // 4 dong 180 { ServoPos[4] = ServoPos[4] + 2; wait_ms(FGSD); } for(i=FGFD;i>0;i--) //3 z dong 90 { ServoPos[3] = ServoPos[3] - 1; wait_ms(FGSD); } } void step7(void) //头抬起 { unsigned char i; for(i=FGFD;i>0;i--) { ServoPos[1] = ServoPos[1] + 1; ServoPos[4] = ServoPos[4] - 1; wait_ms(FGSD); } wait_ms(50); for(i=FGFD;i>0;i--) { ServoPos[0] = ServoPos[0] - 1; ServoPos[3] = ServoPos[3] + 1; wait_ms(FGSD); } } void step8(void) //2 头后趴{ unsigned char i; for(i=FGFD;i>0;i--) { ServoPos[3] = ServoPos[3] - 1; ServoPos[0] = ServoPos[0] + 1; wait_ms(FGSD); } for(i=FGFD;i>0;i--) { ServoPos[1] = ServoPos[1] - 1; ServoPos[4] = ServoPos[4] + 1; wait_ms(FGSD); } } void step9(void) //脚往后趴，{ unsigned char i; for(i=FGFD;i>0;i--) //3 动90 { ServoPos[3] = ServoPos[3] + 1; wait_ms(FGSD); } wait_ms(50); for(i=FGFD;i>0;i--) //4 动180 { ServoPos[4] = ServoPos[4] - 2; wait_ms(FGSD); } for(i=FGFD;i>0;i--) //3 z dong 90 { ServoPos[3] = ServoPos[3] + 1; wait_ms(FGSD); } wait_ms(50); for(i=FGFD;i>0;i--) //0 dong 90 { ServoPos[0] = ServoPos[0] - 1; wait_ms(FGSD); } wait_ms(50); for(i=FGFD;i>0;i--) // 1 dong 180 { ServoPos[1] = ServoPos[1] + 2; wait_ms(FGSD); } for(i=FGFD;i>0;i--) //3 z dong 90 { ServoPos[0] = ServoPos[0] - 1; wait_ms(FGSD); } } void step10(void) //头抬起 { unsigned char i; for(i=FGFD;i>0;i--) { ServoPos[1] = ServoPos[1] - 1; ServoPos[4] = ServoPos[4] + 1; wait_ms(FGSD); } wait_ms(50); for(i=FGFD;i>0;i--) { ServoPos[0] = ServoPos[0] + 1; ServoPos[3] = ServoPos[3] - 1; wait_ms(FGSD); } } /* void step11(void) //行进中抬右脚迈右腿右脚落地{ unsigned char i; //脚底板转，身体向右倾斜，抬左脚，为迈腿准备 //迈左腿（全幅） for(i=XS;i>0;i--) { ServoPos[2] = ServoPos[2] - 1; ServoPos[5] = ServoPos[5] -2 ; wait_ms(JBHWSD); } for(i =XS;i>0;i--) { ServoPos[5] = ServoPos[5] + 1; wait_ms(JBHWSD); } for(i = MBFDE;i>0;i--) { ServoPos[0] = ServoPos[0] + 1; ServoPos[1] = ServoPos[1] + 1; ServoPos[3] = ServoPos[3] + 1; ServoPos[4] = ServoPos[4] + 1; wait_ms(MBSD); } //脚底板回位,左脚落地 for(i = XS;i>0;i--) { ServoPos[2] = ServoPos[2] + 1; ServoPos[5] = ServoPos[5] + 1; wait_ms(JBHWSD); } }*/ void homeP(void) { ServoPos[0] = HomePos[0]; ServoPos[1] = HomePos[1]; ServoPos[2] = HomePos[2]; ServoPos[3] = HomePos[3]; ServoPos[4] = HomePos[4]; ServoPos[5] = HomePos[5]; } int main(void) { int l; /* PC口的设定*/ DDRC |= (1< PORTC &= ~((1< /* 计时器计数器1 的设定*/ TIMSK |= (1< TCCR1A |= (1< OCR1A =625; /* TCNT1计数到625产生中断共625*4=2500us=2.5MS*/ /* 计时器计数器0 的设定*/ TIMSK |= (1< SREG |= (1< TCCR1B |= (1< homeP(); wait_ms(2000); //li zheng tai bu zou 1 /* step1(); wait_ms(CBDD); step2(); wait_ms(CBDD); step3(); wait_ms(CBDD); step4(); wait_ms(CBDD); // zou jie shu */ for(l=0;l<3;l++) //qian fan { step5(); wait_ms(FGDD); step6(); wait_ms(FGDD); step7(); wait_ms(FGDD); } /* step1(); // tai bu zou 2 wait_ms(CBDD); step2(); wait_ms(CBDD); step3(); wait_ms(CBDD); step4(); wait_ms(CBDD); // zou jie shu */ for(l=0;l<2;l++) // hou fan { step8(); wait_ms(FGDD); step9(); wait_ms(FGDD); step10(); wait_ms(FGDD); } /* step1(); //yi hou ji xu zou wait_ms(CBDD); step2(); wait_ms(CBDD); step3(); wait_ms(CBDD); while(1) { step11(); wait_ms(CBDD); step3(); wait_ms(CBDD); } */ } 目录 第1章序言 (2) 1.1 双足机器人现状 (2) 1.2 技能综合训练意义 (2) 1.3 技能训练的内容 (2) 第2章元件选择、结构设计 (3) 2.1元件选择 (3) 2.2结构设计三维设计图 (4) 2.2.1零件三位模型以及装配 (4) 2.2.2装配三维模型 (7) 第3章控制系统设计 (10) 第4章系统软件编程与仿真 (12) 第5章结论...................................................................... 错误！未定义书签。参考文献 (17) 第1章序言 1.1双足机器人现状 随着世界第一台工业机器人1962年在美国诞生，机器人已经有了三十多年的发展史。三十多年来，机器人由工业机器人到智能机器人，成为21世纪具有代表性的高新技术之一，其研究涉及的学科涵盖机械、电子、生物、传感器、驱动与控制等多个领域。 世界著名机器人学专家，日本早稻田大学的加藤一郎教授说过：“机器人应当具有的最大特征之一是步行功能。”双足机器人属于类人机器人，典型特点是机器人的下肢以刚性构件通过转动副联接，模仿人类的腿及髋关节、膝关节和踝关节，并以执行装置代替肌肉，实现对身体的支撑及连续地协调运动，各关节之间可以有一定角度的相对转动。 双足机器人不仅具有广阔的工作空间，而且对步行环境要求很低，能适应各种地面且具有较高的逾越障碍的能力，其步行性能是其它步行结构无法比拟的。研究双足行走机器人具有重要的意义 1.2技能综合训练意义 技能训练是在学生修完除毕业设计外全部理论和时间课程以后的一次综合性时间教学环节，其目的和意义在于： 通过技能训练，了解机器人机构及控制系统设计的基础知识； 掌握机器人系统中元部件的正确选择方法和特性参数的确定； 培养学生对所学知识的综合应用，理论联系实际的能力； 培养学生的动手能力和实际操作能力； 1.3技能训练的内容 1、主要内容： 1）、机器人结构设计； 2）、控制系统软硬件设计与仿真； 3）、八自由度机器人运动控制。 2、训练形式 学生以小组为单位，集体讨论确定整体方案；指导教师给出实训方向，技术指标等，协助学生完成训练任务。 双足机器人教材 ———基于Arduino开发平台V1.0 目录 一、机器人的组装 (1) 1.1. 组装工具 (1) Arduino双足机器人教材 1.2. 机器人零部件 (1) 1.3. 部件装配 (3) 二、系统概述 (17) 2.1.arduino介绍 (17) 2.2.Arduino驱动安装 (21) 2.3.Arduino IDE菜单介绍 (27) 2.4.24路舵机驱动板介绍 (32) 2.5.图形化动作编辑软件 (33) 三、实验操作 (44) 3.1舵机实验 (44) 3.1.1 舵机介绍 (44) 3.1.2 舵机的内部结构 (44) 3.1.3舵机的控制协议 (48) 3.1.4 舵机实验操作 (49) 3.2 PS2手柄 (51) 3.2.1 PS2手柄介绍 (51) 3.2.2 PS2手柄实验操作 (52) 四、使用说明 (60) 4.1.接线端口介绍 (60) 4.2.操作说明 (60) 4.3.开发指南 (61) 注意事项 请认真阅读该手册并注意产品功能和用途说明。本手册在CD光盘上以PDF格式提供，如有需要可以进行复制或打印。 该手册内容可能因产品升级或其他原因而改变，本公司不另行通知客户。 安全防备 根据严重程度，安全防备分两种：警告和注意。在动手安装之前请先通篇阅读警告和注意事项。 安装和操作注意 本段包含防止机械损伤方面的内容。 危险！ 当操作机器人的时候要注意安全。 如果没有正确组装，机器人将不能正常工作甚至会损坏。组装方法详见第一章机器人组装说明。 在一个足够大的地方进行调试工作 警告！ 远离小孩。尽管该产品看起来像个玩具，在无人照看的情况下，它可能会对小孩造成伤害。 故障发生时，请立即关闭电源。如果电池被弄破，暴露在液体，火或其他热源面前，可能会导致电击。 不要拆开或修改充电器和其电缆。 当不充电时，请把充电器从电源上拔下。 不要拆卸或修改电机里面的电路板。 不要在热，潮湿或寒冷的环境下使用，因为该产品包含精密的元件。如果处在一个极端的条件下，错误可能发生。 充电时请确认充电器插座是牢固的。 请仔细阅读本手册，在调试时注意机器人各关节的方向，尽量避免关节相撞。 注意！ 机器人的电机需要定期维护以获得和维持恰当的性能。 在一个较大，平整的地方操作时机器人的表现效果会更好。如果工作空间很小又不平的话，机器人可能会摔倒甚至损坏。 在启动了机器人或操作的时候请不要把住机器人。 在程序的下载过程中不要关闭机器人电源，否则程序会丢失或损坏。 电池！ 套件里面包含锂离子(Li－Ion)电池做电源。该锂离子(Li－Ion)电池是高能量可充电的电池，必须妥善保管，充电和使用。 把充电器接入交流电源并把他连到电池的充电接口上。当充电器接到交流电源后，它上面的电源灯会亮起来并呈红色。状态指示灯会呈绿色，当电池充电完成，绿色指示灯熄灭。 基于单片机控制的双足行走机器人设计 摘要：21世纪机器人发展日新月异，从传统的履带式机器人到如今的双足行走机器人，机器人的应用范围越来越广。本系统以单片机（STC89c52）为系统的中央控制器，以单片机（STC12c5410ad）为舵机控制模块。将中央控制器与舵机控制器，舵机，各类传感设备及受控部件等有机结合，构成整个双足行走机器人，达到行走、做动作的目的。单片机中央控制器与舵机控制器以串口通信方式实现。系统的硬件设计中，对主要硬件舵机控制器和STC89C52单片机及其外围电路进行了详细的讲述。硬件包括舵机控制器，STC12C5410AD 单片机，按键，各种传感器和数据采集与处理单元。软件包括单片机初始化、主程序、信号采集中断程序、通过串口通讯的接收和发送程序。论文的最后部分以双足行走机器人为基础，结合传感器，外围控制设备组成控制系统，并给出了此系统应用领域的一些探讨和研究。 关键词：单片机；舵机控制； STC12C5410AD Bipedal robot design based on MCU Abstract：In the 21st century robot development changes with each passing day, from the traditional crawler robot to now bipedal robot, the robot's application scope is more and more widely.This system by single chip microcomputer (STC89c52) as the central controller in the system, STC12c5410ad MCU as the steering gear control module. The central controller and the servo controller, Steering gear, all kinds of sensing and control components such as organic combination, make up the whole bipedal robot, the purpose of to walk, do the action.Single chip microcomputer central controller and the servo controller to realize serial communication way.System hardware design, the main hardware servo controller and STC89C52 single-chip microcomputer and peripheral circuit in detail. Hardware including servo controller, STC12C5410AD micro controller, buttons, all kinds of sensor and data acquisition and processing unit. Software includes MCU initialization, the main program, and interrupts program signal collection, through a serial port communication to send and receive procedures. The last part of the paper on the basis of bipedal robot, combined with the sensor, the peripheral control device of control system, this system is also given some discussions and research in the field of application. Keywords：MCU; Servo Control; STC12C5410AD 风之秀队机器人制作过程日志 07 月 04 日 日子过的好快，从决定参加机器人到现在才短短的20天， 今天已经算是上“战场”了，回顾这些天，从招人到组队以及 收集一手的参考材料，也算是费尽心机。不管怎样，都开始 了，那么就应该全力以赴的争取最好的成绩。 上午由谢芳老师给我们做了机器人硬件方面的培训，主要是利用PROTAL SE 99软件电路的原理图、PCB图的制 作。有些技巧、注意事项现在总结如下： 利用PROTeL SE 99建立SCH。。。D 的原理图，然后是建立 PCB-D。建立完原理图，要调整画布大小，选择默认的B。 1，小技巧：PAGE UP/DOWN可以放大缩小画布。 2，在编辑原理图时，使用E+D可以删除节点和线部件。 3，使用TOOL—ERC:可以快速检查编辑的错误。 4，DESIGN—UPDATE.PCB 可以生成PCB图。 5，在编辑PCB 图时，用鼠标点住部件，右键，可对PCB进行微调。 6，在编辑PCB图时使用END可消除移动留下的痕迹。90 7，建立好原理图，要添加“元件库”，在BROWSE.SCH---默认库（MISCE….D..FB）—元器件（双击可改变属性） 举例说明了电阻RES2的属性 : part: r10 ; 读电阻，如102，实际电阻值为10乘以（10的2次方）； 8，元件旋转：右键点住器件+空格，可360度旋转。右键点住器件+X，可水平旋转；右键点住器件+Y，可垂直旋转。 9，小技巧：NET ：自动连线（连线两端必须命名相同） 10，关于接地：电源地vcc和GND均在一个按钮上，只需改变属性。 11，PCB画边框：方框里有双波浪的按钮，点住不放。测量工具：report—m.. 12，PCB：红色区域表示正面，蓝紫色为反面 13，编辑PCB时，一定要手工布线 14，铺通：Design—rules—ruoting 15，熟悉芯片AS1117. 要求在7月6—10日，做出PCB图，设计出特殊机器人的机构和剧本。 基于Arduino的双足机器人控制方法 摘要：本论文就如何实现机器人预定的功能展开讨论。该双足竞步机器人系统 基于软件平台Arduino为软件开发环境；硬件由窄足机器人、stm32f103zet6单片机、arduino开发板、漫反射激光传感器、超声波测距模块、舵机模块等器件构成。通过Arduino编写主逻辑程序控制32开发板产生PWM波，并通过漫反射激光传 感器和超声波测距模块采集数据，在程序中经过数据处理调整占空比来改变舵机 的运动状态，进而实现控制六个舵机的同时转动，从而达到智能控制机器人的效果。为了提高双足竞步机器人的动作以及寻迹的准确性和可靠性，我们试验了多 套方案并进行升级，进行了大量的测试与调试，最终确定了现有的系统结构和各 项控制参数。 关键词：双足竞步；漫反射激光传感器；超声波测距；舵机；PWM 正文 随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地 向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的 具有感知、决策、行动和交互能力的机器人和各种智能机器。机器人技术是一门 综合了传感和检测、控制理论、信息科学与技术、电子工程、机械工程、图像采 集与识别技术以及人工智能等前沿科技的新型学科，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、单片机、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。随着电子技术的飞速发展，智能机器人在越来越多的领域发挥 着人类无法代替的作用。其中，双足机器人就是当今机器人研究领域最为前沿的 课题之一，双足机器人是一种高度非线性、强耦合的对象，反映了一个国家的智 能化和自动化研究水平，双足机器人研究已成为目前非常活跃的的一个研究领域。为了推动我国机器人技术的发展，培养学生创新能力，在全国范围内相继出现了 一系列的机器人竞赛。进行双足机器人的研究可以使学生把理论与实践紧密地结 合起来，提高学生的动手能力、创造能力、协作能力和综合能力，进而达到课堂 知识学以致用的目的。 双足机器人是一种非常典型的仿人机器人，国外早在上世纪60年代末就开 始了双足机器人的研究开发。随着1968年美国首研发出一台操纵型双足机器人，就此揭开了双足机器人研究的序幕。同时因为双足机器人在各个领域的应用日趋 广泛，各个国家在该领域相继投入巨资开展研究。自20世纪90年代开始，双足 机器人的研究已从模仿人类腿部行走发展到全方位拟人阶段。双足机器人在外形 上具有人类的特征，适合用于人类生活的环境，为人们提供方便，因此具有广阔 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，而且更接近人类步行的特点，因此它们对环境有最好的适应性，对步行环境要求 很低，能适应各种地面且具有较高的逾越障碍的能力，不仅能在平面行走，而且 能够方便地通过一些不规则路段，故它的移动“盲区”很小，具有广阔的工作空间；双足行走也是生物界难度最大的步行工作，双足机器人步行性能是其他步行结构 无法比拟的；除此之外，因双足机器人类人的特点，它可以在人类的生活和工作 环境中与人类协同工作，而不需要专门为其对环境进行大规模改造，所以双足机 器人在日常生活中更具有广泛的应用前景。与此同时，通过研究双足机器人可以 关于双足机器人的设计与研究 引言 机器人是一门综合性很强的学科，有着极其广泛的研究和应用领域。机器人技术是综合计算机技术、信息融合技术、机构学、传感技术、仿生科学以及人工智能等多学科而形成的高新技术，它不仅涉及到线性、非线性、基于多种传感器信息控制以及实时控制技术，而且还包括复杂机电系统的建模、数字仿真技术及混合系统的控制研究等方面的技术。 仿人形机器人是机器人技术中的一个重要研究课题，而双足机器人是仿人形机器人研究的前奏。步行技术是人与大多数动物所具有的移动方式，是一种高度自动化的运动，双足步行系统具有非常复杂的动力学特性，具有很强的环境适应性。相对轮式、履带式机器人，它具有无可比拟的优越性，可进入狭窄的作业空间，也可跨越障碍、上下台阶、斜坡及在不平整的地面上工作，以及护理老人、康复医学和一般家庭的家政服务。另一方面，由于双足机器人具有多关节、多驱动器和多传感器的特点，而且一般都具有冗余的自由度，这些特点对其控制问题带来很大难度，为各种控制和优化方法提供理想的实验平台，使其成为一个令人瞩目的研究方向，因此对双足步行机器人行走规划机器控制的研究不仅具有很高的学术价值，而且具有一定的现实意义。 以小型双足机器人的设计为重点，介绍一款小型双足机器人的设计，包括自由度配置，动力源核材料选择，并针对所设计的机器人进行静态步行规划。 1 小型双足机器人本体设计作为一种双足机器人研究平台，要求所设计的机器人能够满足研究者对双足机器人的基本要求，即机器人具备稳定行走的能力，为研究双足机器人的行走方法步态规划提供平台。图1为所设计的双足机器人的平面图。机器人共有18个自由度，头部的前方和左右两侧都装有超声波传感器，用来检测障碍物，头顶装有声敏传感器，用来检测声音。 1．1 机器人自由度配置 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。 目录 前言 ........................................................................................................................ 错误!未定义书签。一．软件类问题. (6) 1. EV5000软件能在Vista或Win7系统下运行 (6) 2. 如何在线修改用户等级密码,IP地址，波特率等系统参数？ (7) 3. 用户权限和用户等级的区别？ (10) 4. HMI的上传密码忘记了怎么办？在线修改的密码忘记了怎么办？ (10) 5. 离线模拟的时候为什么不能修改系统时间？ (11) 6. 任务栏是否可以去掉？如何弹出快选窗口？ (11) 7. EV5000软件新建工程后系统自带的窗口分别有什么作用，可以删掉吗？. 12 8. 如何使用操作员确认功能？ (14) 9. 打开工程时，提示：【系统不存在的字体文件】怎么办？ (15) 10. HMI能支持什么语言？ (16) 11. 报警和事件的区别？ (16) 12. 报警和事件显示元件里面的地址怎么设置？报警和事件查询怎么做？ (16) 13. 事件查询为什么记录少一条？ (17) 14. 如何让事件记录里面的时间和PLC里面的时间同步？ (18) 15. 为什么选择了存储但是历史事件存储不了？ (19) 16. 如何清除事件显示？ (19) 17. 如何防止HMI里面的程序被上传？ (20) 18. 如何更换HMI型号以及注意事项？ (21) 19. 如何更换PLC类型，程序会丢失吗？ (22) 20. 怎么更换串口？ (24) 21. 如何同时打开多个工程/跨工程复制粘贴？ (24) 22. HMI的LOGO图片能更换成其他图片？ (25) 23. 如何屏蔽系统报警信息PLC No Responnse？ (27) 24. 如何屏蔽系统报警信息Socket Connect Error？ (27) 25. HMI提示RTC Device error的原因和处理方法 (28) 26. 系统信息如何自定义？例如把PLC No Response改为：通讯无响应 (28) 27. 系统滚动条的宽度如何设置？ (29) 28. 如何使用软件自带的群组键盘？如何输入中/英文？ (30) 29. 如何使光标在数值输入元件/文本输入元件之间随意移动？ (34) 30. 是否支持反编译功能？HMI里上传的PKG文件反编译时会出现（1.3以下版本无法反编译）的对话框，要如何解决？ (36) 31. 如何实现多语言切换？ (36) 32. 显示负数少了一位，这是怎么回事，需要怎么设置？ (39) 33. 如何对单个元件进行加密？ (39) 34. 如何实现比例转换？ (40) 35. 如何用PLC地址控制画面切换？ (41) 36. 用PLC控制实现画面切换，为何不能再次进入设置的画面？ (43) 37. 内部节点（如LB,LW,RB,RW等）的含义？ (43) 38. 如何清除RW区域？ (44) 39. EV5000软件里面棒图支持浮点数吗？ (45) 龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7915370615.html, 双足机器人 作者：张葛杨奕李恋 来源：《科学导报·学术》2018年第17期 摘要：本作品研究了基于STM32F407的双足机器人，此机器人采用了U型梁、多个180°数字舵机、多功能支架等构成了多自由度的机械结构，通过舵机驱动模块来控制舵机旋转从而实现机器人的稳定行走，以及模拟人类做一些简单的动作。本作品结构相对简单、安装快捷调试方便，且试验结果显示，该步行机器人能够实现平稳的行走，以及模拟人做一些较为复杂的动作，且性能优越，应用广泛。 关键词：双足机器人舵机驱动远程控制 引言 随着科学技术的发展以及人类对未知领域探索的加速，机器人的应用越来越广泛。一方面，机器人能取代人类完成一些机械繁重的工作，让人类从重复而无意义的体力劳动中解放出来；另一方面，机器人能代替人类完成具有危险性的任务，让人类减少生命安全财产的损失。种种方面使得人类对机器人的需求越来越强烈，故研究一种步行的机器人显得尤为重要。在机器人的行动方式中双足步行是自动化程度最高、最为复杂的动态系统。本作品主要研究双足机器人的行走过程。通过对外界环境的判断让机器人处理一些简单的应变，为机器人在以后更为复杂的工作环境稳定工作打下基础。因此双足机器人具有十分重大的研究价值和研制意义。 1总体方案 1.1硬件方面 1.1.1控制部分单片机是系统中控制部分最为关键的元件，其主要控制整个机器人的行动 方式，处理外部环境的变化，以及改变机器人行走的路线。系统还包括发射机电路和接收机电路，无线数据发射接收电路。其中，发射机电路采用多个可变电位器将控制者的控制动作转变为模拟控制信号，经发射端的单片机将输入的多路模拟信号经过A/D转换后变为数字信号， 再进行编码并由串行口发射；接收机电路的任务则是把接收到的信号进行适当放大并从中解调出编码信号，然后通过接收端的单片机将该信号转换成相应的舵机控制信号和电动机驱动控制信号，从而完成各个舵机的旋转以完成双足机器人不同的动作和姿态。 1.1.2电源部分采用LM7805cv是常用的三端稳压器，一般使用的是TO-220封装，在宽输入的条件下能提供5V直流的稳压输出，同时内部含过流和过载保护电路。若使用外围器件，它还能提供不同的电压和电流，输出波纹很小，适用于对双足机器人供电。 机器人大赛双足竞步机器人组比赛规则 一、报名要求 根据组委会要求、鼓励大家参与更多的比赛项目，特作出如下要求： 1、比赛以小组为参赛单位 2、每组的参赛队员最多可以包含3名队员，指导老师1名 3、所有的参赛队为便于统一安排协调，各参赛单位报名时所留的联系人的联系方式（电话、邮箱）要确保为一人，且此人能来到比赛现场。请联系人定期查看邮箱。 4、在报名信息确认之后，任何参赛队伍都不能更改队伍信息。 二、机器人结构及其规格的设定： 双足竞步机器人 类型（1）： 交叉足印竞步机器人 结构只有双足、并只能以走路的方式来移动，机器人要分清楚正面及背面，以箭头方向作为正面，是自主式脱线控制，用不多于6只伺服马达和一个伺服马达控制板来完成，机器人最大尺寸为200mm（长）X 150mm（宽）X 300mm（高），重量不超过1Kg。机器人头部要能放入(长)200mm X(宽)100mm长方格内。 类型（2）： 狭窄足印竞步机器人 结构只有双足、并只能以走路的方式来移动，机器人要分清楚正面及背面，以箭头方向作为正面，是自主式脱线控制，用不多于6只伺服马达和一个伺服马达控制板来完成，机器人最大尺寸为200mm（长）X 150mm（宽）X 300mm（高），重量不超过1Kg.，狭窄足印竞步机器人,单足最大尺寸要能放入(长)150mm X(宽)60mm长方格内。机器人头部要能放入(长)200mm X(宽)100mm长方格内。 狭窄足印要求： 机器人由与脚底板相邻的舵机控制机器人的重心左右移动来实现前进（见下图1） 与脚底板相连的舵机平放在脚底板上，舵机的扭力输出轴与前进方向平行。 （见下图3） 交叉足印要求： 机器人由与脚底板上部的舵机控制机器人关节的前后摆动来实现前进（见下图2） 与脚底板相连的舵机平放在脚底板上，舵机的扭力输出轴与前进方向垂直。 （见下图4） 三、竞赛内容： 类型1： 交叉足印竞步机器人： 机器人通过步行的方式从起点线走到终点线（相距200cm，限宽60cm）。竞赛开始时先走出3步距离、立正、然后卧下、向前翻跟斗3次，再起立、向前走出3步距离、立正、然后卧下（身体向后）、再向后翻跟斗3次、再起立、然后以轻快步履走向终点，参赛机器人要在4分钟以内完成所有动作。 类型2： 狭窄足印竞步机器人： 小型双足步行机器人的结构及其控制电路设计 两足步行是步行方式中自动化程度最高、最为复杂的动态系统。两足步行系统具有非常丰富的动力学特性，对步行的环境要求很低，既能在平地上行走，也能在非结构性的复杂地面上行走，对环境有很好的适应性。与其它足式机器人相比，双足机器人具有支撑面积小，支撑面的形状随时间变化较大，质心的相对位置高的特点。是其中最复杂，控制难度最大的动态系统。但由于双足机器人比其它足式机器人具有更高的灵活性，因此具有自身独特的优势，更适合在人类的生活或工作环境中与人类协同工作，而不需要专门为其对这些环境进行大规模改造。例如代替危险作业环境中(如核电站内)的工作人员，在不平整地面上搬运货物等等。此外将来社会环境的变化使得双足机器人在护理老人、康复医学以及一般家务处理等方面也有很大的潜力。 双足步行机器人自由度的确定 两足步行机器人的机构是所有部件的载体，也是设计两足步行机器人最基本的和首要的工作[1]。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:首先分析一下步行机器人的运动过程(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。从机器人步行过程可以看出:机器人向前迈步时，髓关节与踝关节必须各自配置有一个俯仰自由度以配合实现支撑腿和上躯体的移动;要实现重心转移，髋关节和踝关节的偏转自由度是必不可少的;机器人要达到目标位置，有时必须进行转弯，所以需要有髋关节上的转体自由度。另外膝关节处配置一个俯仰自由度能够调整摆动腿的着地高度，使上下台阶成为可能，还能实现不同的步态。这样最终决定髋关节配置3个自由度，包括转体(roll)、俯仰(pitch)和偏转(yaw)自由度，膝关节配置一个俯仰自由度，踝关节配置有俯仰和偏转两个自由度。这样，每条腿配置6个自由度，两条腿共12个自由度。髋关节、膝关节和踝关节的俯仰自由度共同协调动作可完成机器人的在纵向平面(前进方向)内的直线行走功能；髋关节的转体自由度可实现机器人的转弯功能；髋关节和踝关节的偏转自由度协调动作可实现在横向平面内的重心转移功能。 机器人的转体(roll)、俯仰(pitch)和偏转(yaw)定义如图1所示[2]。 双足机器人制作及其步态运行 一、实验目的 1 . 掌握实验室设备使用方法 2 . 学会AutoCAD知识并运用以及学习arduino单片机的基本开发 3 . 了解双足机器人平衡控制方法。 二、原理说明 1．Arduino使用说明 Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE)。它构建于开放原始 码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言的 Processing/Wiring开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是可 以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE，你的 计算机中的程序开发环境。你只要在IDE中编写双足步态程序代码，将 程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做怎样 的步态运行。 2 . 双足步态算法 双足机器人平衡控制方法其中的“静态步行”（static walking），这种方法是在机器人步行的整个过程中，重心（COG，Center of Gravity）在机器人底部水平面的投影一直处在不规则的支撑区域（support region）内，这种平衡控制方法的好处是整个机器人行走的过程中，保证机器人 稳定行动，不会摔倒。但是这个平衡控制方法缺点是行动速度非常缓慢 （因为整个过程中重心的投影始终位于支撑区域）。另一种使用的平衡 控制方法是“动态步行”（dynamic walking），在这个控制方法中机器 人的步行速度得到了极大的飞跃，显而易见，在得到快速的步行速度同 时，机器人很难做到立即停止。从而使得机器人在状态转换的过程中显 现不稳定的状态，为了避免速度带来的影响。零力矩点（ZMP）被引入 到这个控制策略中，在单脚支撑相中，引入ZMP=COG。引入ZMP的好 处在于，如果ZMP严格的存在于机器人的支撑区域中，机器人绝不摔倒。 双足机器人竞赛规则 竞赛项目：机器人通过步行的方式从起点线走到终点线，地面为水平的木板（长度2米宽度0.6米）起点线于终点线平行。在行走过程中机器人要按照比赛规则完成指定的动作 竞赛共分为两个项目（交叉足印、狭窄足印）其区别为关节构造及足部结构。 机器人结构及其规格设定： 交叉足印竞步机器人：结构只有双足、并只能以走路的方式来移动，机器人要分清楚正面及背面，以箭头方向作为正面，是自主式脱线控制，用不多于6只伺服马达及伺服马达控制板来完成，最大尺寸为200mm（长）X 200mm（宽）X 300mm（高），最大重量不超过1Kg。 狭窄足印竞步机器人：结构只有双足、并只能以走路的方式来移动，机器人要分清楚正面及背面，以箭头方向作为正面，是自主式脱线控制，用不多于6只伺服马达及伺服马达控制板来完成，最大尺寸为200mm（长）X 200mm（宽）X 300mm（高），最大重量不超过1Kg.，狭窄足印竞步机器人, 单足最大尺寸要能放入(长)150mm X (宽)60mm长方格内。 要求：对于机器人必须自主设计制造。 竞赛内容： 交叉足印竞步机器人： 竞赛开始时先走3步、立正、然后卧下、向前翻跟斗3次，再起立、向前走3步、立正、然后卧下（身体向后）、再向后翻跟斗3次、再起立、然后以轻快步履走向终点，参赛者要在指定3分钟或少于指定时间内完成所有动作，及要走到终点。 狭窄足印竞步机器人： 竞赛开始时先走3步、立正、然后卧下（身体向前）、向前翻跟斗3次，再起立、向前走3步、立正、然后卧下（身体向后）、再向后翻跟斗2次、再起立、然后以轻快步履走向终点、参赛者要在指定5分钟或少于指定时间内完成所有动作，及要走到终点。 双足机器人计分法： 1.机器人行走时每次跌倒扣10分，由栽判指定在原位将机器人重新放正继续 竞赛，不另补时。 2.不按指定动作次序运行的机器人将按次序偏差次数扣分，每次偏差扣10分。 3.机器人行走每出线一次扣10分。 4.裁判未指定情况下，人为干预一次扣10分。 5.以扣分少者为胜；在扣分相同条件下，以使用时间短者为胜。 交叉足印机器人狭窄足印竞步机器人 双足机器人技术设计 摘要：双足机器人的机构是所有部件的载体，也是设计双足机器人最基本的和首要的工作。本文根据项目规划和控制任务要求，按照从总体到部分、由主到次的原则，设计了一种适合仿人双足机器人控制的机构。文章首先从机构的设计目标出发，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。最终的机构在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。 关键词：载体；设计方案；控制 1 引言 双足机器人机构设计是机器人研制开发的首要问题。我们根据项目整体机构高度、重量、总自由度数、自由度的布局、以及整体机构最终要达到的步幅和步速的要求，首先确定了双足机器人机构的整体设计方案，其次根据研制进度的需要，按重要程度由高至低分步地进行了机构的设计、加工、装配和调试，直到满足设计要求。 2 机构总体设计方案 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。从机器人步行过程可以看出:机器人向前迈步时，髋关节与踝关节必须各自配置有一个俯仰自由度以配合实现支撑腿和上躯体的移动；要实现重心转移，髋关节和踝关节的偏转自由度是必不可少的;机器人要达到目标位置，有时必须进行转弯，所以需要有髋关节上的转体自由度。另外膝关节处配置一个俯仰自由度能够调整摆动腿的着地高度，使上下台阶成为可能，还能实现不同的步态。这样最终决定髋关节配置3个自由度，包括转体、俯仰、和偏转自由度，膝关节配置一个俯仰自由度，踝关节配置有俯仰和偏转两个自由度。这样，每条腿配置6个自由度，两条腿共12个自由度。髋关节、膝关节和踝关节的俯仰自由度共同协调动作可完成机器人的在纵向平面(前进方向)内的直线行走功能；髋关节的转体自由度可实现机器人的转弯功能；髋关节和踝关节的偏转自由度协调动作可实现在横向平面内的重心转移功能。提出了机 机器人竞技工程(双足竞步、自由体操、仿人竞速等)规则-中国机器人大赛暨RoboCup公开赛-场地制作 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2014中国机器人大赛暨RoboCup公开赛 2014中国工程机器人大赛（Robot at Work） 机器人竞技工程 (联系人：李汉军) 四种比赛场地的需求数量 1．“竞步窄足赛、竞步交叉足赛”场地（Ⅰ） 2．“竞技体操赛”场地（Ⅱ） 3．“竞技跳远赛”场地（Ⅲ） 4．“竞速标准赛、障碍赛、创意赛”场地（Ⅳ）序号比赛项目场地名称场地数量备注 1 竞步窄足赛 场地（Ⅰ） 4 竞步交叉足赛 2 竞技体操赛场地（Ⅱ） 2 3 竞速标准赛场地（Ⅲ） 2 4 竞速标准赛 场地（Ⅳ） 2 竞速障碍赛 竞速创意赛 比赛现场需要准备的器材、物品、志愿者数量 序号名称窄足/交叉 足用量 体操赛 用量 跳远赛 用量 竞速赛 用量 合计说明 1 比赛场地 4 2 2 2 10 制作要求详见“场地制作” 2 学生课桌16 16 16 16 64 每个场地提供４套 3 橙子16 16 16 16 64 4 电源插座8 4 4 4 20 每个场地附近提供２个 5 绝缘胶带8 8 8 8 32 16mm宽黑色防水电工绝缘胶带 6 数字式秒表 6 3 3 6 18 7 手持扩音器 2 1 1 2 6 8 学生志愿者8 4 4 8 24 每个执行比赛的场地提供4人 一、“竞步窄足赛、竞步交叉足赛”场地［场地（Ⅰ）］ 场地数量 比赛现场提供4个场地。 场地制作 规定（该表给出的是制作1个场地所需的材料） 场地（Ⅰ） 图纸 图1 大学组比赛区域（2000mm ×600mm ） 图2 青少年组比赛区域（2000mm ×700mm ） 场地尺寸 1. 场地为长方形（1张白色实木颗粒板），长×宽为2440mm ×1220mm 。 2. 比赛区域为长方形，由边线、起跑线和终点线构成，详见场地（Ⅰ）图纸。比赛 区域长×宽为2000mm ×600mm 场地材质 1. 场地制作使用2440×1220×18mm 的白色实木颗粒板。 2. 场地边线、起跑线和终点线使用16mm 宽黑色防水电工绝缘胶带。 场地标识 1. 使用16mm 宽黑色防水电工绝缘胶带，在2440×1220的白色实木颗粒板上，按场地图纸居中对称标识比赛区域。 制作方法 1. 建议到当地建材市场购买2440×1220×18mm 的白色实木颗粒板； 2. 将1张白色实木颗粒板水平放置在平地上，可使用水平仪调节水平位置； 3. 使用16mm 宽黑色防水电工绝缘胶带，按照场地图纸标识尺寸，帖出场地边线、起跑线和终点线。 说 明 １.边线、起跑线（终点线），施工单位不贴! 电信学院毕业设计任务书 题目简易两足机器人的运动控制设计 学生姓名班级学号 题目类型技术开发指导教师冯宜伟系主任李炜 一、毕业设计的技术背景和设计依据 所以现代科技界研究机器人大体上是沿着三个方向前进：一是让机器人具有更强的智能和功能，二是让机器人更具人形，也就是更像人，三是微型化，让机器人可以做更多细致的工作。而具有人体外形并能直立行走的智能型机器人——双足步行机器人正是所述的前两个研究方向的结合，成为目前许多国家机器人研究的热点。 本设计基于常规微处理器以及一些常用的标准电子元件来搭建一个简易的两足机器人，通过两个LDR光线探测器感应光线强度和两个IR传感器探测前方障碍物来模拟人的双眼，双马达驱动装置和程序控制巧妙实现机器人的双足达到平衡、几个自由度行走，它可通过红外线与电脑进行通讯，并且设计者可以通过汇编语言（C/C++）模块实现机器人自动探测前方有、无障碍物实现前进、后退、智能转弯，遥控等功能。针对核心控制器、舵机接口、数据存取、通信、传感器信息采集等五个关键模块的进行了详细设计，并设计相应的程序模块。 二、毕业设计的任务 1、推荐选用可编程微处理器 PIC16C505进行系统硬件设计； 2、完成通信模块与SAA7113H之间的存储设计； 3、完成系统接口逻辑包括采集系统与个人计算机（PC）接口、前端处理器的接口以及三者之间接口的设计； 4、完成系统硬件原理图设计； 5、完成系统软件设计； 6、完成相关的设计文件； 7、完成设计论文； 三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标 基本准确的完成无障碍物实现前进、后退、智能转弯，遥控等功能，准确的完成机器人避障，机器人能够完成指定的运动轨迹。 熟悉可编程微处理器 PIC16C505的基本原理，在此基础上设计两足机器人运动系统并给出仿真结果。 四、毕业设计提交的成果 1、开题报告（不少于3000字） 2、设计说明书（不少于80页，约3万字左右） 3、图纸（1#图纸一张，3号图纸两张） 4、中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词） 5、设计简介 6、外文资料翻译（约5000汉字） 五、毕业设计的主要参考文献和技术资料 1、机器人设计与控制宗光华张慧慧主编科学出版社 2、机器人智能控制工程王耀南主编科学出版社 3、机器人视觉贾云得主编科学出版社 4、CCD技术及应用蔡文贵李永远许振华主编电子工业出版社 5、https://www.doczj.com/doc/7915370615.html, 7、https://www.doczj.com/doc/7915370615.html, 双足行走机器人稳定性控制方法 1 引言人作为双足行走生物，是在长期的生物进化过程中形成的。人能 够不自觉地保持身体的直立性和平衡性，不论是在静止不动还是在行走过程中。一旦失去平衡，人就会产生相应的动作，使身体保持平衡。例如，在静止时， 当人的重心偏向一侧时，就会不自觉地向该侧跨出一脚，以使重心位置落于支 撑面内。这里，支撑面定义为两脚之间的面积以及两脚的面积。当重心落于支 撑面内时，就不会倾倒。再如，在行走过程中，人的重心不断向前移动，超出 了两脚尖的位置，迫使人向前迈出脚，这样才使人的行走成为可能，使人的行 走自然流畅。因此，控制机器人重心的位置及重心位置的速度，是机器人保持 稳定及产生有效步态的关键。本文就是控制机器人的重心位置，使其落于支撑 面内，从而达到了机器人稳定性控制的目的。机器人的重心可以由安装在机器 人脚底的力传感器测知。当重心偏向一侧，这一侧的传感器输出偏大，相反的 一侧的力传感器等于零，或趋近于零。本文用感知器来感知机器人重心位置的 变化，当重心超出支撑面时，系统将发出动作指令，使机器人保持稳定。本 文采用的神经网络感知器(perception)是最简单的人工神经网络，它是ro senb l a tt于1958 年提出的具有自学习能力的感知器。在这种人工神经网络中，记忆的信息存储在连接权上，外部刺激通过连接通道自动激活相应的神经元，以达到自动识别的目的。感知器模型如图1 所示，通常由感知层s(sensory)、连接层a(association)和反应层构成r(response)。 2 人工神经元感知器的学习算法可以用下面的方法训练网络：(1) 初始化s 层至连接层(a 层)的连接权矩阵 中的各个元素及ａ层各单元的阀值赋予［－１，＋１］之间的随机 值，一般情况下vij＝１θj＝０i＝１，２，λ，pj＝１，２，λ，n 且在整个学习 2017中国工程机器人大赛暨国际公开赛（RoboWork）双足竞步项目交叉足赛 技术报告 参赛学校：菏泽学院 队伍名称：天泽队 参赛队员：隋浩祝远波商滕伟 带队教师：周景雷 二〇一七年五月 摘要 机器人技术代表了机电一体化的最高成就，是二十世纪人类最伟大的成果之一，其中双足步行机器人因其体积相对较小，对非结构性环境具有较好的适应性，避障能力强，移动盲区很小等优良的品质，越来越受到人们的关注，因此对其控制研究和步态规划具有相当的现实意义。 本文的主要介绍了双足竞步机器人的国内外发展情况，以及PWM指令算法和舵机的联动控制，通过认真的研究人类行走方式以及翻跟斗的动作，对机器人的行走步态进行简单的规划，设计出简化结构模型，然后以此为基础进行了适当的调整，设计出符合交叉足竞步机器人比赛要求的全部动作程序，设计完成后将程序下载到实验样机中，验证程序设计的可行性和合理性，通过反复的修改和验证使得机器人能顺利的完成比赛任务。 关键词：双足步行机器人；步态规划；PWM控制 ABSTRACT Robotic technology represents the electromechanical integration the greatest achievement of the 20th century, is one of the great achievement of human beings, the biped robot robot even though only the history of nearly 40 years, but because of its unique adaptability and human nature, became the robot to an important developing direction of field.Topics which aims to design a bipedal humanoid robot platform, based on the bipedal robot, walking gait for better finish tasks matting. Because of multi-joint robot has feet, drive and multisensor characteristics, and generally have redundant freedom, these features to its control problem has brought great difficulty, but also for various control and optimization method provides an ideal experimental platform, make its attracted many scholars eyes, become a blockbuster research direction, and so the biped robot gait planning and control study not only has high academic value, but also has quite practical significance.Based on the study of human walking style process and simplify the process after walking with a simplified model, to realize the steering gear PWM robot is effectively controlled. The paper mainly discussed the dynamic walking planning, design and simulation, detailed research using PWM control technology to achieve the linkage of the steering gear control more than. Keywords：Biped robot；Gait planning；PWM control双足步行机器人设计及运动控制
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