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六足机器人设计

六足机器人设计
六足机器人设计

六足機器人

組員:林怡均、朱文毅、吳啟彰、周韋佑、張育展

德霖技術學院機械工程系夜二技096A

指導老師:黃澤世老師

摘要

近年來有相當多的研究探討兩足至多足機器人的應用,過去兩足機器人多為輪型機構系統,其運動局限於二維平面無法克服許多困難山區崎嶇的地形[1]。

因此,人類開始思考創造類似人類、昆蟲、動物等運動模式的步行機器人。因為步行機器人具有較優越的跨障能力,可以克服困難崎嶇的地形,且因為機器人比人類能承受更嚴苛的工作環境,因此可以運用在許多危險的工作,例如火山的研究或其他星球的探測等。

我們仿造六足節肢動物的身體結構,設計以十二顆伺服馬達帶動各腳的上下與前後運動,並依照六足節肢動物的行走步態,調整行進穩定性。並配合控制系統的建立,完成硬體的致動與協調,以達到所要求的動作、行進速度與避障能力[3]。

致謝

感謝黃澤世老師細心的為我們揣摩此研究的重點所在,也提醒了我們很多該注意卻沒注意到的問題,將我們的作品更完整的展現出來。

一、研究目的

人類對於外太空探險的慾望不曾一日間斷過,因此,如何在不危害人類生命的前提下,挑選先遣部隊之探險員,值得深思。

在國內外已由很多學者深入探討可移動式機器人的設計與改進。一般的可移動式機器人的移動方式可分為輪形、足形和軌跡形。在足形移動式方面有分兩足、四足、六足和多足機器人,另外還有蛇行移動機器人。

不論在靜止或行走,多足機器人的移動較具靈活性與變化,但其步行控制的困難是需要有良好的控制與規畫,多足機器人較不受地形限制,可四處移動是探索未知環境的一項利器,更是很好的研究題材[5]。

二、設計原理

仿生式六足機器人,顧名思義,當我們第一次聽到六足(六隻腳)時,很自然就想到在這大自然之中,昆蟲就是六隻腳的[4]。

故在此研究範圍我們將可以昆蟲的足步結構,步行型態,協調性…等等作為基準,先以模仿昆蟲的各類步行,進階改良成最適合機械器具移動的腳步,配合連桿組進而做出最有效率的步行機。在此範疇中,最需要去研究的正是六隻腳的協調性、各腳如何踏出、…類似此類的問題。

事實上由於有些研究前輩留下的文獻,我們參考可以了解到仿生六足機器人在移動,首先仿生六足機器人呈長方形,腳分別再兩旁各三隻,移動時左邊前腳和後腳和右邊的中腳跨出,之後換邊移動,形成三角形狀的踏出每一步,由於重心皆在於兩個三角型的中間移動,故其移動穩定[8]。

六足機器人在我們理想架構中,希望把腳擺成一個正六邊型,這樣比起一般仿生昆蟲機的好處在於,由於每隻腳掌管各一個方位(先不論或許要不要更多隻腳管更多方位),故在移動時或許看似吃力,在轉彎時只要固定幾隻腳動,固定幾隻腳不動,就可以造成方向的位移,且不需要設計相當複雜的轉彎控制系統[7]。

比起傳統仿生式機器人的轉彎,首先要將要轉向的那邊腳步步伐距離先調小,並且協和其腳步抬降頻率,才能做出緩慢的轉彎,就轉彎能力來說,我們不難想像環繞是六足機的轉彎能力必定會比仿生式六足來的完美。

六足機器人在未來的遠景感覺相當有發展潛力,由於太空科技的日漸增長,使得外太空的探測十分重要,現今在用於探測火星的車子乃是利用懸吊系統高的太陽能六輪車,雖然不易翻覆,但難保不會,若是六足機器人,重心位於六腳之中,肯定會比太陽能六輪車更穩定,避障能力更是無話可說[12]。

三、研究方法

足是昆蟲的運動器官。昆蟲有3對足,在前胸、中胸和後胸各有一對,我們相應地稱為前足、中足和後足。每個足由基節、轉節、腿節、脛節、跗節和前跗節幾部分組成。基節是足最基部的一節,多粗短。轉節常與腿節緊密相連而不活動。腿節是最長最粗的一節。第四節叫脛節,一般比較細長,長著成排的刺。第五節叫跗節,一般由2-5個亞節組成﹔為的是便於行走。在最末節的端部還長著兩個又硬又尖的爪,可以用它們來抓住物體,如圖一所示[10]。

行走是以三條腿為一組進行的,即一側的前、後足與另一側的中足為一組。這樣就形成了一個三角形支架結構,當這三條腿放在地面並向後蹬時,另外三條腿即抬起向前準備替換。

前足用爪固定物體後拉動蟲體向前,中足用來支持並舉起所屬一側的身體,後足則推動蟲體前進,同時使蟲體轉向[11]。

這種行走方式使昆蟲可以隨時隨地停息下來,因為重心總是落在三角支架之內。並不是所有成蟲都用六條腿來行走,有些昆蟲由於前足發生了特化,有了其他功用或退化,行走就主要靠中、後足來完成了[9]。

大家最為熟悉的要算螳螂了,我們常可看到螳螂一對鉗子般的前足高舉在胸前,而由後面四條足支撐地面行走。

[6] 圖一昆蟲腳的構造

圖二基節

圖三腿節

圖四徑節&胕節

圖五爪

參考以上的昆蟲足部結構,我們想出了較簡單的方式來表達。一支腳共有兩個關節(假設沒有爪的情況下),一個關節採左右式移擺;另一個關節則是採偏擺式,使腳可提高,當做上下運動的一種,如圖六所示。

圖六圖面設計

以圖六簡單介紹我們的初稿設計,足部共有六隻,且每隻腳皆使用兩顆伺服馬達(圖面上表示為灰色),一顆馬達控制左右擺動(可前進或後退);一顆馬達做上下擺動(可抬腳或放下),中間機身內部可配置電路板及其他可能會加裝的電子產品(如無線收發模組…等等)。

四、製作過程

圖七製作硬體流程圖

一開始只看過圖片,並未實際看過硬體,所以當我們在構想我們的六足機器人時,也是下了一番功夫。例如要上網找尋各種多足機器人影片來參考、昆蟲的資料…等等。在組員討論的過程中,我們最後決議以最簡單的方式來表達我們的六足機器人。

構想出爐後,緊接著就是繪圖了,繪圖是將討論的結果先以圖面展示出,經過組員的討論過後,再交由老師指點。當我們確認這圖面大致上沒問題後,我們就開始再找廠商製作材料。

找廠商製作材料花了我們不少時間,因為

東西少,加上我們都沒有熟識的人有管道,所以在找的過程裡遇到了很多的困難。譬如,就有廠商很直接告訴我們『你們東西太少,加工時間很難評估給你們,至於價格上當然也會比較貴。重點是東西太少,我們可能無法為你們做加工。』而且還不只一、兩家這樣說,讓我們備感挫折。

在我們不曲不撓的精神下,最後總算讓我們找到肯為我們加工的廠商,雖然價錢貴了點,時間上也沒辦法給我們確定的時間,但是總比找不到廠商的好。

等材料到齊,我們就開始組裝,在組裝的過程中看似無任何問題,然而在老師拿給我們測試馬達歸零點的電控板來試機時,發現在垂直腳部的驅動時會與左右偏擺驅動的機殼卡住,如圖八所示紅色圈起處;固定兩側鋁片的位置在旋轉時會扭曲變形,如圖九所示。

圖八腳部機構

圖九兩側固定鋁片

出現這兩個問題真令我們頭大了,於是就開始了我們修改的過程。

第一次做修改,我們將馬達後方固定板取下,使馬達運轉時不會卡住。另外也將固定鋁板板厚改為2t加強固定強度,如圖十所示。

圖十第一次改良

改良後,經過黃老師的指點下,我們又發現了新的問題點,以圖十來看,我們在足部機構做得不夠完整,因此,足部馬達運轉時,只有左右偏擺,而不是上下擺動。因此,我們四處去查找了資料,將前人的資料下拿來參考,發現在足部機構,大部分前人都是設計為四連桿機構,於是,我們又朝這部分的構想來進行第二次改良。

第二次改良我們想了很多的固定方式,必須想辦法不讓我們之前已做好的零件報廢掉,也必須考慮到金額不超過上限的限制下,真的讓我們頭大。經過大家的討論後,我們決定捨去金額限制的條件,畢竟,要修改必然會加錢。

在大家的檢討研究下,決定了最後的修改方法,四連桿機構加在足部機構,但固定方式可就又把我們再次考倒。活動點要做的簡易、省錢,真的是傷透腦筋。於是我們再去找黃老師研究,經過黃老師的建議,我們決定了最簡單的方式來固定活動點,也就是使用”套筒”,套筒其實很好做,但因為我們的工件較小,因此車起來比較費工夫。而且要很小心,因為夾持的面實在是很小。

在組長張育展花了將近一天的加工時間

下,我們總算是完成了固定點的套筒。將零件都組裝起來,成功的完成了我們的第二次改良。如圖十一所示。

為了加強我們足部的機構,因此各個連結板都是使用2t以上材料加工而成。

硬體完成後,緊接著開始進行電路配置及程式設計。

圖十一第二次改良

圖十二配線圖

依圖十二所示配線圖,我們將其配線焊接在電路板上,如圖十三所示。

在圖十三我們可清楚看見IC-HT48E50-28為控制各個馬達的輸出點以及各個馬達的接PIN點以及REST開關點。

圖十三電路板實體

五、結果與感想

第一次試機,我們的感覺是緊張,雖然說這是很多人都研究過的機器人,但在我們看來,我們就是第一次做。緊張的情緒是難免的。看到它真的動起來,那感覺真的是很開心,非常的開心。試機的成果,雖然不如想像的好,但,只要是自己親手做出來的東西,那種感覺就差了很多。

我們的六足機器人在足部的地方,公差下的太大,應該是設計的部分出了問題,造成身體的重心不穩,在前進時,抬起預設的第一隻腳,身體的重心明顯的往前偏擺,針對這個問題,我們做了以下些許的修改變更。

(1)前端腳與後端腳移至最前端與最後端。

(2)將螺絲套筒公差調整為較洽當。

(3)電路板擺放位置偏向後腳端,使其重心一致。

修改完成後,我們的完成體如圖十四所示。

圖十四完成體

參考文獻

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Sciencecraft Prototype”, Jet Propilsion Laboratory, California Institute of Technology, International Conference on Robotics and Automation, 1997.

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[10]、Machine Traversing a Rough Planar Terrain,

Journal of Mechanism,Transmissions and Automation in Design.

[11] Walking Machine for Optimal Mobility,

Journal of Mechanism,Transmissions, and Automation in Design.

六足步行机器人毕业设计开题报告

燕山大学 本科毕业设计(论文)开题报告 课题名称:六足步行机器人 学院(系):里仁学院 年级专业:机械电子 学生姓名: 指导教师: 完成日期:

一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 步行机器人,简称步行机 ,是一种智能型机器人 , 它是涉及到生物科学 , 仿生学 , 机构学 , 传感技术及信息处理技术等的一门综合性高科技 . 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以及较好的机动性 , 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。 目前《机械电子》等期刊发布国内研究成果如下: 闰尚彬,韩宝玲,罗庆生在文献[1]针对仿生六足步行机器人关节较多,其步态轨迹规划和关节控制量计算都较为复杂的现状,采用Solidworks软件与MSC.ADAMS软件相结合的方式对六足仿生步行机器人的样机模型进行了运动学仿真与分析.通过仿真,验证了所设计的三角步态的适用性和所选择的三次样条曲线作为机器人足端点轨迹曲线方案的可行性. 韩宝玲王秋丽罗庆生在文献[2]基于六足仿生步行机器人机构学特性的研究,采用数值分析法求解了机器人步行足的足端工作空间,利用虚拟样机技术计算了机器人的灵活度,从两方面综合衡量六足仿生步行机器人的工作能力,并以六足步行机器人各腿节比例关系的确定为例,介绍了六足步行机器人结构优化的具体方案. 苏军陈学东田文罡在文献[3]研究六足步行机器人全方位行走步态,分析其静态稳定性;规划了典型直线行走步态和定点转弯步态,确定了直线行走步态最大跨步和定点转弯步态最大转角;进行了步态控制算法模拟仿真及实地步行实验。 王绍治郭伟于海涛李满天在文献[4]根据CPG双层网络的特点,采用分层分布式系统架构研究制了一种机器人运动控制系统.其基于FPGA的星型总线,在保证通信速率的同时提高了系统抗干扰能力.在单足控制器中嵌入双NIOS完成CPG网络解算和电机运动控制. 郭少晶韩宝玲罗庆生在文献[5]针对采用电池供电的六足仿生步行机器人其工作时间受限的情况,提出了将动态电源管理、实时任务调度和运动策略规划等方法,综合运用于其控制系统,且更为全面地考虑了机器人系统的能耗等级.这种方法对于降低机器人的系统能耗起到了实质性的作用,其整体思路与技术途径可为降低其它类似的多足步行机器人的系统能耗, 陈甫臧希喆赵杰闫继宏在文献[6]从机械结构、运动模式和步态控制3个方面, 对六足步行机器人的仿生机制进行了分析. 提出一种灵活度评价函数, 基于该函数对六足机器人的结构参数进行了优化; 推导了步态模式与步行速度关系的数学表达; 构建了分布式局部规则网络, 可自适应地调整错乱的腿间相序,生成静态稳定的自由步态.仿真实验验证了上述仿生机制的有效性。

仿生六足机器人中期报告

编号: 哈尔滨工业大学 大一年度项目中期检查报告 项目名称:仿生六足机器人 项目负责人:学号 联系电话:电子邮箱: 院系及专业:机电工程学院 指导教师:职称: 联系电话:电子邮箱: 院系及专业:机电工程学院 哈尔滨工业大学基础学部制表 填表日期:2014 年 6 月28 日

一、项目团队成员(包括项目负责人、按顺序) 二、指导教师意见 三、项目专家组意见

四、研究背景 1.研究现状 4.1国内研究现状 随着电子技术发展,计算机性能的提高,使多足步行机器人技术进入了基于计算机控制的发展阶段。其中有代表性的研究为1993年,美国卡内基-梅隆大学开发出有缆的八足步行机器人DANTE,图1所示,用于对南极的埃里伯斯火山进行了考察,其结构由2个独立的框架构成。这一阶段研究的重点在于机器人的运动机构的设计、机器人的步态生成与规划及传统的控制方法在机器人行走运动控制过程的应用。Boston Dynamics公司的Big Dog四足机器人用于为军队运输装备,其高3英尺,重165磅,可以以3.3英里的速度行进,其采用汽油动力。 图1 Adaptive Suspension Vehicle 图2 Odex1步行机器人 图3 MIT腿部实验室的四足和双足机器人图4 DANTE步行机器人 由于新的材料的发现、智能控制技术的发展、对步行机器人运动学、动力学高效建模方法的提出以及生物学知识的增长促使了步行机器人向模仿生物的方向发展。 4.2国外研究现状 我国步行机器人的研究开始较晚,真正开始是在上世纪80年代初。1980年,中国科学院长春光学精密机械研究所采用平行四边形和凸轮机构研制出一台八足螃蟹式步行机,主要用于海底探测

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 Abstract Bionic 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 of six-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 processor S3C2440, 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

山东建筑大学计算机网络课程设计《基于Python的网络爬虫设计》

山东建筑大学 课程设计成果报告 题目:基于Python的网络爬虫设计课程:计算机网络A 院(部):管理工程学院 专业:信息管理与信息系统 班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 完成日期:

目录 1 设计目的 (1) 2 设计任务内容 (1) 3 网络爬虫程序总体设计 (1) 4 网络爬虫程序详细设计 (1) 4.1 设计环境和目标分析 (1) 4.1.1 设计环境 (1) 4.1.2 目标分析 (2) 4.2 爬虫运行流程分析 (2) 4.3 控制模块详细设计 (3) 4.3 爬虫模块详细设计 (3) 4.3.1 URL管理器设计 (3) 4.3.2 网页下载器设计 (3) 4.3.3 网页解析器设计 (3) 4.4数据输出器详细设计 (4) 5 调试与测试 (4) 5.1 调试过程中遇到的问题 (4) 5.2测试数据及结果显示 (5) 6 课程设计心得与体会 (5) 7 参考文献 (6) 8 附录1 网络爬虫程序设计代码 (6) 9 附录2 网络爬虫爬取的数据文档 (9)

1 设计目的 本课程设计是信息管理与信息系统专业重要的实践性环节之一,是在学生学习完《计算机网络》课程后进行的一次全面的综合练习。本课程设计的目的和任务: 1.巩固和加深学生对计算机网络基本知识的理解和掌握; 2.培养学生进行对网络规划、管理及配置的能力或加深对网络协议体系结构的理解或提高网络编程能力; 3.提高学生进行技术总结和撰写说明书的能力。 2 设计任务内容 网络爬虫是从web中发现,下载以及存储内容,是搜索引擎的核心部分。传统爬虫从一个或若干初始网页的URL开始,获得初始网页上的URL,在抓取网页的过程中,不断从当前页面上抽取新的URL放入队列,直到满足系统的一定停止条件。 参照开放源码分析网络爬虫实现方法,给出设计方案,画出设计流程图。 选择自己熟悉的开发环境,实现网络爬虫抓取页面、从而形成结构化数据的基本功能,界面适当美化。给出软件测试结果。 3 网络爬虫程序总体设计 在本爬虫程序中共有三个模块: 1、爬虫调度端:启动爬虫,停止爬虫,监视爬虫的运行情况 2、爬虫模块:包含三个小模块,URL管理器、网页下载器、网页解析器。 (1)URL管理器:对需要爬取的URL和已经爬取过的URL进行管理,可以从URL 管理器中取出一个待爬取的URL,传递给网页下载器。 (2)网页下载器:网页下载器将URL指定的网页下载下来,存储成一个字符串,传递给网页解析器。 (3)网页解析器:网页解析器解析传递的字符串,解析器不仅可以解析出需要爬取的数据,而且还可以解析出每一个网页指向其他网页的URL,这些URL被解析出来会补充进URL管理器 3、数据输出模块:存储爬取的数据 4 网络爬虫程序详细设计 4.1 设计环境和目标分析 4.1.1 设计环境

l六足昆虫机器人机械原理

l六足昆虫机器人机械原理 一、基本原理 本项目的机器人,传动系统还是继续利用“摆动曲柄滑块机构”原理,把减速电机的旋转运动转换为驱动腿迈步的往复摆动运动,再结合简单的连杆结构,协调六条腿按照昆虫的步态规律实现爬行运动。 1、运动方式 本项目机器人是模仿拥有六条腿的昆虫的爬行运动。昆虫爬行想必大家都是见过的,但是由于昆虫的六条腿还是多了些,而且一般昆虫的动作都比较迅速,观察起来有点眼花缭乱,所以可能很多人并不是很了解昆虫爬行时这六条腿是如何协调动作的。而要做好六足爬行机器人,就要清晰的了解这六条腿的每个阶段的步伐状态,也就是我们常说的“步态”。 实际上,一般六条腿的昆虫,是以三条腿为一组、共两组交叉进行协调运动的。同一时间内,有一组也就是三条腿着地,另外一组的三条腿是离开地面的,然后两组交替切换往前爬行。我们都知道,三点可以确定一个平面,即三条腿可以保证整个身体的平衡,这也许就是很多昆虫都是长了六条腿的主要原因吧。 以下是六足昆虫爬行步态的分解,以前进方向为例进行说明: 1、静止时六条腿都是同时着地; 2、前进时,先迈出第1组三条腿(左前、右中、左后),第2组三条腿着地(右前、左中、右后); 3、第1组三条腿(左前、右中、左后)往前迈出着地后保持不动,然后换第2 组三条腿(右前、左中、右后)往前迈出; 4、第2组三条腿(右前、左中、右后)往前迈出着地后保持不动,再换第1组……

如此循环往复,同一时间都保证有一组三条腿着地以保持身体的平衡,并不断往前进。 2、驱动机理 本项目机器人是采用六足爬行的方式运动,对于六足的驱动力量也是有一定要求的,所 以与前几个仿生类机器人项目一样都是借助减速电机所具有的“低转速、高扭矩”的特性来实现的。 与PVC-Robot 11号、PVC-Robot 12号机器人驱动双臂以及与PVC-Robot 13号驱动双足类似,本项目机器人六足中的中间两足是主动足,是由减速电机直接驱动的,而采用的减速电机同样也必须要满足两个条件: 1、拥有足够的动力,能够支撑双足行走; 2、减速电机左右两侧同轴输出。 为此,需要利用“蜗杆传动机构”对现有减速电机进行改造,相关方案在前面的项目中也已经进行了详细的阐述,这里不再重复,具体可以点击这里:PVC-Robot 11号——减速机构 本项目机器人实现六足爬行机械结构,其实是和PVC-Robot 12号、PVC- Robot13号类似的“连杆机构”——“摆动曲柄滑块机构”,只不过说这个在PVC-Robot 15号中这个连杆机构驱动六足的中间两足,然后再通过连杆带动其他四足 联动的。相关资料请参考:PVC-Robot 12号——驱动机理、PVC-Robot 13号——驱动机理。

仿生机械蜘蛛设计与仿真

vvv学院毕业论文(设计)任务书 毕业论文(设计)题目 仿生机械蜘蛛设计与仿真 学生姓名 vvv 专业 机制 班级 0912 指导教师 vvv 一、毕业论文(设计)的主要内容及要求 设计一种步行仿生机械蜘蛛,要求: 1、绘制仿生机械蜘蛛零部件三维图型和装配图; 2、绘制仿生机械蜘蛛零部件工程图; 3、对仿生机械蜘蛛进行运动仿真; 4、设计仿生机械蜘蛛运动控制方案。 二、毕业论文(设计)应收集的资料及主要参考文献 [1]孙立宁,王鹏飞,黄博. 四足仿生机器人嵌入式多关节伺服控制器的研究[J]. 机 器人,2005,06:517-520. [2] 许宏岩 , 付宜利 , 王树国 , 刘建国 . 仿生机器人的研究 [J]. 机器 人,2004,03:283-288. [3]徐小云,颜国正,丁国清. 微型六足仿生机器人及其三角步态的研究[J]. 光学精 密工程,2002,04:392-396. [4]马光. 仿生机器人的研究进展[J]. 机器人,2001,05:463-466. [5]迟冬祥,颜国正. 仿生机器人的研究状况及其未来发展[J]. 机器 人,2001,05:476-480. [6]徐小云,颜国正,丁国清,刘华,付轩,吴岩. 六足移动式微型仿生机器人的研究[J]. 机器人,2002,05:427-431. [7]刘鹏,郑浩峻,关旭. 基于并联腿机构的四足仿生机器人开发[J]. 微计算机信 息,2007,No.19205:226-227+264. [8]漆向军,陈霖,刘明丹. 控制六足仿生机器人三角步态的研究[J]. 计算机仿

真,2007,04:158-161. [9]张争艳,刘彦飞,冯敏,杨艳芳. 基于虚拟样机技术的六足仿生机器人设计与仿 真[J]. 装备制造技术,2007,No.15410:35+43. [10]王丽慧,周华. 仿生机器人的研究现状及其发展方向[J]. 上海师范大学学报 (自然科学版),2007,06:58-62. [11]赵涓涓,李强,任美荣,郭晓东,李晓飞. 六足仿生机器人运动控制系统的设计[J]. 机电工程技术,2008,v.37?No.20112:44-45+76+106. [12]王鹏飞,黄博,孙立宁. 四足仿生机器人稳定性判定方法[J]. 哈尔滨工业大学 学报,2008,07:1063-1066. [13] 孙立宁 , 胡海燕 , 李满天 . 连续型机器人研究综述 [J]. 机器 人,2010,v.3205:688-694. [14]谭云福,党培. 一种四足仿生机器人步态协调控制的策略[J]. 微计算机信 息,2010,v.26?No.34132:152-154. [15]姜铭,李鹭扬. 混联仿生机器狗构型研究[J]. 机械工程学报,2012,v.4801:19-24. 三、毕业论文(设计)进度及要求 1、1~3周阅读资料、撰写开题报告; 2、4~10周完成毕业设计任务指定工作; 3、11~13周撰写毕业论文; 4、14周毕业答辩 5、要求每周至少向指导教师汇报一次工作进度。

六足爬行机器人总体设计方案

本文的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的控制,机器人能够实现前进、后退等运动方式,三足着地运动方式保证了机器人能够平稳运行。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 的PWM 波形,通过软件改写脉冲的占空比,从而达到改变伺服电机角度的目的。 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的每条腿都能单独完成抬腿、前进、后退运动。 此方案的特点: 每条腿都能自由活动,每条腿都能单独进行二自由度的运动。每条腿的灵活性好,更容易进行仿生运动,六足爬虫机器人可以完成除要求外的很多动作,运动的视觉效果更好。由于每条腿能单独完成二自由度的运动,所以每条腿上要安装两个舵机,舵机使用数量大,舵机的安装难度加大,机械结构部分的制作相对复杂,又由于每个舵机都要有单独的信号控制,电路控制部分变得复杂了,控制程序也相应的变得复杂。 方案二:六足爬虫式机器人采取三腿为一组的运动模式,且同一侧的前腿、后腿的前后转动由同一侧的中腿进行驱动。采用三腿为一组(一侧的前足、后足与另一侧的中足为一组)的运动方式,各条腿能够协调的进行运动,机器人的运动相对平稳。 此方案特点:相比上述方案,个腿能够协调运动,在满足运动要求的情况下,舵机使用数量少,节约成本。机器人运动平稳,控制、驱动部分都得到相应的简化,控制简单。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 六足爬虫式机器人的行走是以三条腿为一组进行的,即一侧的前、后足与另一侧的中足为一组。这样就形成了一个三角形支架结构,当这三条腿放在地面并

毕业设计(论文)机器人行走机构 文献综述

重庆理工大学 毕业设计(论文)文献综述题目机器人行走机构设计 二级学院重庆汽车学院 专业机械设计制造及其自动化班级 姓名学号 指导教师系主任 时间

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机器人行走机构 吴俊 摘要:行走机器人是机器人学中的一个重要分支。行走机构可以是轮式的、履带式的 和腿式的等,能适应地上、地下、水中、空中、宇宙等作业环境的各种移动机构。本 文从国内外的研究状况着手,介绍了行走机器人的发展历史,研究现状和发展趋势。本文还介绍了国内最新的研究成果。 关键字:机器人行走机构发展现状应用 Keyword:robot travelling mechanism developing current situation application 一,前言 行走机器人是机器人学中的一个重要分支。关于行走机器人的研究涉及许多方面,首先,要考虑移动方式,可以是轮式的、履带式的和腿式的等;其次,必须考虑 驱动器的控制,以使机器人达到期望的行为;第三,必须考虑导航或路径规划。因此,行走机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体 的综合系统。机器人的机械结构形式的选型和设计,应该根据实际需要进行。在机器 人机构方面,应当结合机器人在各个领域及各种场合的应用,开展丰富而富有创造性 的工作。对于行走机器人,研究能适应地上、地下、水中、空中、宇宙等作业环境的 各种移动机构。当前,对足式步行机器人、履带式和特种机器人研究较多,但大多数 仍处于实验阶段,而轮式移动机器人由于其控制简单,运动稳定和能源利用率高等特点,正在向实用化迅速发展,从阿波罗登月计划中的月球车到美国最近推出的NASA 行星漫游计划中的六轮采样车,从西方各国正在加紧研制的战场巡逻机器人、侦察车 到新近研制的管道清洗检测机器人,都有力地显示出行走机器人正在以其使用价值和 广阔的应用前景而成为智能机器人发展的方向之一。 二、课题国内外现状 多足步行机器人是一种具有冗余驱动、多支链、时变拓扑运动机构, 是模仿多足 动物运动形式的特种机器人, 是一种足式移动机构。所谓多足一般指四足及四足其以上, 常见的多足步行机器人包括四足步行机器人、六足步行机器人、八足步行机器人等。 步行机器人历经百年的发展, 取得了长足的进步, 归纳起来主要经历以下几个 阶段: 第一阶段, 以机械和液压控制实现运动的机器人。 第二阶段, 以电子计算机技术控制的机器人。 第三阶段, 多功能性和自主性的要求使得机器人技术进入新的发展阶段。 三、研究主要成果 国内多足步行机器人的研究成果[1]: 1991年,上海交通大学马培荪等研制出JTUWM[1]系列四足步行机器人。JTUWM-III是模仿马等四足哺乳动物的腿外形制成,每条腿有3个自由度,由直流伺服

仿生蜘蛛机器人的设计与研究

毕业设计(论文)仿生蜘蛛机器人的设计与研究 姓名:寇艳虎 学号: 专业:机械工程与自动化 系别:机械与电气工程系 指导教师:孔繁征 2021年4月

摘要 本文总结了背景和目标,仿生蜘蛛机器人的简单介绍。通过研究机器人的六足仿生的运动,这种设计已确定脚结构,使用3自由度的分析实现向前运动,把运动的机器人。想象的组件和装配映射仿生蜘蛛机器人以与相关部件的检查,确保机械设计的可行性都包含在总设计。 关键词:仿生;机器人;机构

ABSTRACT The paper has summarized the background and the goal of its topic and has made the simple introduction of the bionic hexapod robot. Through the research of the motion of the six feet of the robot, This design has determined the foot structure,using the analysis of 3 degrees of freedom realizes the forward motion and turning motion of the robot . Picturing of the component and assembly mapping of the bionic hexapod robot as well as the inspection of related parts which ensures the feasibility of the machinery design are both included in the total design. KEYWORDS:bionics ;hexapod robot ;machinery

红外遥控六足爬虫机器人设计(单片机)

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)、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 (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。 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。 其主要类型有:单片机、PLC、工控机、PC机等。 单有这些硬件是不够的,机器人的大脑还无法运行。只有在程序的控制下,它才能按我们的要求去工作。可以说程序就是机器人的灵魂了。而程序是由编程语言所编写的。 编程语言是一个控制器能够接受的语言类型,一般有C语言,汇编语言或者basic语言等,这些通常能被高级一点的控制器直接执行,因为在高级控制器里面内置了编译器能够直接把一些高级语言翻译成机器码。微处理器将执行这些机器码,并对机器人进行控制。 (二)、机器人的眼睛耳朵 传感器,是机器人的感觉器官,是机器人和现实世界之间的纽带,使机器人

八足机器人任务书

宁波大学科学技术学院本科毕业设计(论文)系列表格 宁波大学科学技术学院本科毕业设计(论文) 任务书 课题名称 大型仿生爬行机器人设计 指导教师梁冬泰 学院理工学院专业11机械设计 制造及其自 动化班级11机械三 班 学生姓名刘圣斌学号114174330开题日期2014.12.4一、主要任务与目标: 普通轮式机器人虽然速度快,效率高,噪声低,但是越障能力和地形适应差,转弯效率低,不适合在复杂环境下工作。在自然界中,蜘蛛因其独特的爬行机制可以在垂直的墙壁甚至倒立在天花板上行走,在复杂的环境中完成各种高难度的工作。本课题设计一种大型仿生爬行机器人通过模拟蜘蛛这种多足动物的步态实现各种机动动作,具有轮式机器不能比拟的机动性,本设计通过设计计算,实现大型仿生爬行机器人的结构设计。大型仿生爬行机器人的结构设计主要是运用仿生学原理设计制作的。基于这种机器人功能和结构的特点,设计出相应的机械结构。目前该机器人已经可以在平地上进行快速爬行和进行各种复杂的运动,完成各种人力所不能及的各种运动和危险环境下工作。,为进一步研究更加灵活多用的大型爬形机器人提供了一个基础测试平台。 二、主要内容与基本要求: 1主要内容 1.1.撰写开题报告,说明大型仿生爬行机器人的研究背景和研究意义。研究基本内容和主要问题。研究的总体安排和进度,研究的方法与技术路线。 1.2.查找国内外相关文献资料,作为参考文献(中文8篇,英文8篇)。综述大型仿生爬行机器人的研究现状和进展;并综述大型仿生爬行机器人结构设计的的原理和组成元件。将2篇英文文献翻译成中文。 1.3.查找大型仿生爬行机器人相关资料,明确大型仿生爬行机器人的大

最新六足爬虫机器人

本文的设计为六足爬虫机器人,机器人以锂电池为动力源,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的控制,机器人能够实现前进、后退等运动方式,三足着地运动方式保证了机器人能够平稳运行。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 的PWM 波形,通过软件改写脉冲的占空比,从而达到改变伺服电机角度的目的。 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的每条腿都能单独完成抬腿、前进、后退运动。 此方案的特点: 每条腿都能自由活动,每条腿都能单独进行二自由度的运动。每条腿的灵活性好,更容易进行仿生运动,六足爬虫机器人可以完成除要求外的很多动作,运动的视觉效果更好。由于每条腿能单独完成二自由度的运动,所以每条腿上要安装两个舵机,舵机使用数量大,舵机的安装难度加大,机械结构部分的制作相对复杂,又由于每个舵机都要有单独的信号控制,电路控制部分变得复杂了,控制程序也相应的变得复杂。 方案二:六足爬虫式机器人采取三腿为一组的运动模式,且同一侧的前腿、后腿的前后转动由同一侧的中腿进行驱动。采用三腿为一组(一侧的前足、后足与另一侧的中足为一组)的运动方式,各条腿能够协调的进行运动,机器人的运动相对平稳。 此方案特点:相比上述方案,个腿能够协调运动,在满足运动要求的情况下,舵机使用数量少,节约成本。机器人运动平稳,控制、驱动部分都得到相应的简化,控制简单。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

六足步行机器人的毕业设计说明书

本科毕业设计(论文) 六足步行机器人设计与仿真 燕山大学 2012年6月

本科毕业设计(论文) 六足步行机器人设计与仿真 学院(系):里仁学院 专业:机械电子工程 学生姓名:牛智 学号: 0811******** 指导教师:田行斌 答辩日期: 20012.6.17

燕山大学毕业设计(论文)任务书

摘要 摘要 基于仿生学原理,在分析六足昆虫运动机理的基础上,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18个直流伺服电机的控制,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。 针对仿生六足步行机器人关节较多,其步态轨迹规划和关节控制量计算都较为复杂的现状,采用Solidworks软件与UG软件相结合的方式对六足仿生步行机器人的样机模型进行了运动学仿真与分析。通过仿真,验证了所设计的三角步态的适用性。 关键词六足机器人;步行;三角步态;运动学仿真

燕山大学本科生毕业设计(论文) Abstract A bionic leg structure which is similar to the legs of mammals was used,and a hexapod walking mode was designed according to this structure.By controlling 18 step motors straight walking function of the hexapod robot has been implemented with tripod gait movement.Simulation and experiment show that this structure can keep the hexapod robot balance better,providing high reference value to research the advantage and feasibility of leg raising walking gesture. As there are many joints in the bionic hexapod walking robot and the calculation of its walking track and joints control unit are comparatively comp- licated,the kinematical simulation and analysis of the model of bionic hexapod walking robot have been done by using solidworks and UG.Through simulation,the applicability of designed tripod gait are validated. Keywords Hexapod robot;Walking;Tripod gait;Kinematics simulation

六足爬虫机器人设计说明

六足爬虫机器人设计

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)、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 (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。 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。 其主要类型有:单片机、PLC、工控机、PC机等。 单有这些硬件是不够的,机器人的大脑还无法运行。只有在程序的控制下,它才能按我们的要求去工作。可以说程序就是机器人的灵魂了。而程序是由编程语言所编写的。 编程语言是一个控制器能够接受的语言类型,一般有C语言,汇编语言或者

六足爬虫机器人设计

六足爬虫机器人设计 设计人: 日期:

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。 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。 其主要类型有:单片机、PLC、工控机、PC机等。 单有这些硬件是不够的,机器人的大脑还无法运行。只有在程序的控制下,它才能按我们的要求去工作。可以说程序就是机器人的灵魂了。而程序是由编程语言所编写的。 编程语言是一个控制器能够接受的语言类型,一般有C语言,汇编语言或者basic语言等,这些通常能被高级一点的控制器直接执行,因为在高级控制器里面内置了编译器能够直接把一些高级语言翻译成机器码。微处理器将执行这些机器码,并对机器人进行控制。 (二)、机器人的眼睛耳朵 传感器,是机器人的感觉器官,是机器人和现实世界之间的纽带,使机器人

创意之星--机器人套件介绍

一、“创意之星机器人套件”课程体系介绍 以“创意之星模块化机器人套件”为依托。展开相关实验教学。 1.1 一般性实验 以机器人形态为载体,激发学习兴趣和动手参与能力。 1.2.基础课程、专业课程实验教学课程体系参考 实训室可以为工科专业的很大一部分课程提供实验环境。 1、在开始理论教学之前,先展示有趣味、有吸引力的机器人构型,比如机器狗、六足爬虫、巡线小车等。这个过程让学生明白此门课程的实际运用价值,了解实际运用方式,调动学生学习积极性。 2、开课的过程,穿插合适的实验课程,阶段性的进行知识巩固和加深。 3、在课程末期,以实验为重要的成绩考核方式,通过实际动手操作来考核学生的实际掌握程度。

1.3.以实践为核心的项目式教学模式 项目式教学法将传统课程中的系统、完整的知识体系转化为若干个“教学项目”,围绕着这些项目来组织教学,使学生参与项目完成的全过程来进行学习。项目式教学强调以教案为重点过渡到以完成项目为重点,其主要特点在于避开传统的学科体系教学知识的完整性和系统性。始终围绕着项目是否能够完成而进行,对知识结构的要求本着“够用”的原则,重点在于培养学生的动手的能力、独立获取信息的能力和自主构建知识的能力。 项目式教学模式面向工程项目、面向真实应用,注重实践能力、团队能力的培养,将培养优秀设计师、工程师的思想贯穿整个课程体系和教学过程。在课程设置上体现了电子、信息、计算机、系统软硬件设计、单片机、嵌入式系统等方面的知识运用,使学生能够融会贯通本科所学知识,同时具有较强的实践能力与工程应用能力。 项目式教学模式所强调的动手实践及创新能力的培养尤为重要,提高社会对学生的认可度及学生就业率起到至关重要的作用。

六足仿生机器人

六足仿生机器人 人们对机器人的幻想与追求已有3000多年的历史,人类希望制造一种像人一样的机器,以便代替人们完成各种工作。1959年,第一台工业机器人在美国诞生,近几十年,各种用途的机器人相继问世,使人类的许多梦想变为现实。随着机器人工作环境和工作任务的复杂化,要求机器人具备有更高的运动灵活性和特殊位置环境的适应性,机器人简单的轮子和履带的移动机构已不能适应多变复杂的环境要求。在仿生技术、控制技术和制造技术不断发展的今天,各种各样的仿生机器人相继被研制出来,仿生机器人已经成为机器人家族重要的成员。 仿生爬行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。与传统的轮式或者履带机器人相比,足式机器人自由度多,可变性大、结构发杂、控制繁琐,但其在运动特性方面具有独特的优点:首先是足式机器人具有较好的机动性,对不平地面的适应能力十分突出,由于其立足点是离散的,与地面的接触面积较小,因而可以在可能达到的地面上选择最优支撑点,从而能够相对容易的通过松软地面以及跨过比较大的障碍;其次是足式机器人的运动系统可以实现主动隔振,允许机身运动轨迹与足轨迹解耦。尽管地面高

低不平,机身的运动仍可达到相对平稳。 本课题主要研究的内容是一种六足仿生机器人的机械机构部分的设计和分析,围绕六足仿生机器人的前沿技术,主要仿生对象为蚂蚁,主要实现机器人前后左右移动,具有良好的仿生特性,研究具有抗冲击性以及地形适应能力的仿生机设计技术,六足仿生机器人系统模型;研究六足机器人适应不同地形环境的能力。研制系统设计与仿真等核心单元。研制高速、高负载力、对典型非结构化地形具有高适应能力的六足仿生机器人,并开展系统结构、地形适应能力以及对抗控制实验验证。本次设计的预期要达到的效果是可以实现灵活进退和转向,跨越障碍物,通过洼地和台阶并且保持平衡防止倾翻,能够实现实时避障,合理规划行走路线。 1、技术方案 一、机器人功能介绍: a)可实现前进后退转弯等基本动作,加装传感器后对小障碍物越过、大障碍物绕开,具有遥控模式,可通过无线装置无线控制。 b)机器人机械机构: 舵机在仿生机器人中的应用:舵机有体积紧凑,便于安装,输出力矩大,稳定性好等优点。一个放上机器人,机器人各个关节都有一定的自由度数,而每个舵机正是实现其中一个个关节在一个自由度上的运动。

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