毕业设计(论文)机器人行走机构 文献综述

燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述课题名称：学院（系）：年级专业：学生姓名：指导教师：完成日期：一、课题国内外现状步行机器人，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。

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[5]: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。

闰尚彬,韩宝玲,罗庆生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。

下肢康复机器人研究背景行走功能是表征人行动能力的重要标志，也是保证人进行正常独立生活的必备条件。

然而中风、脊髓损伤、颅脑外伤、多发硬化、帕金森病等原因造成的中枢性神经系统受损，会导致患者肢体出现不同程度的运动功能障碍，严重者出现全瘫或偏瘫。

患者经过最初的手术或者药物治疗之后，一部分人可以恢复到能够独立步行的程度，但是多数人会伴随一些后遗症，如运动控制能力降低、关节僵直，出现病态步态，导致患者步行过程中能量消耗过高，平衡功能下降，容易摔跤，严重影响了行动能力和生活质量[1]。

中枢神经受损患者在经过急性发病期的治疗后，其运动功能的康复主要依赖于各种康复运动疗法。

临床实践证明，急性期过后越早训练，功能康复的效果越好。

运动康复疗法的理论基础是大脑可塑性。

医学研究显示，虽然受损的神经细胞不可再生，但是神经组织可以通过功能重组或者代偿的方式，使丧失的功能重新获得，即大脑具有可塑性。

动物和人体试验均表明，针对肢体的特定功能进行主动或者被动的重复性训练，可以刺激本体感受器接受传入性冲动，导致中枢神经映射区域发生变化，促进大脑功能可塑性发生[2]。

这为机器人辅助康复训练治疗技术提供了重要的医学依据。

随着现代机器人技术发展日益成熟，机器人技术在提供长期稳定的重复性定量运动输入方面具有明显的优势。

自上个世纪90年代初，国内外研究机构开始探索将机器人技术引入到中枢神经损伤患者的康复训练中，纷纷研制和开发出各种用于上肢康复、下肢康复或者关节康复的康复训练机器人[3]。

机器人辅助运动康复训练的意义在于，不仅可将治疗人员从医患一对一繁重的治疗过程中解放出来，而且通过输入定量运动刺激，定量检测和评价手段的实现，为患者提供更为科学的康复训练模式，在保证训练安全性，提高训练效率，改善训练效果方面具有巨大的潜力和优越性，而且可为运动康复机理的研究提供平台[4]。

国内外关于上肢康复训练及局部关节康复训练机器人的研究起步较早，理论和技术相对成熟，而关于下肢康复训练机器人，研究机构主要集中在国外，国内在该方向的研究还较少。

本科生毕业设计(论文)文献综述设计(论文)题目步行机器人运动学分析作者所在系别机械工程系作者所在专业机械设计制造及其自动化作者所在班级B08111作者姓名郭建龙作者学号20084011132指导教师姓名韩书葵指导教师职称副教授完成时间2012 年 2 月北华航天工业学院教务处制说明1．根据学校《毕业设计(论文)工作暂行规定》，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。

文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

2．文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。

3．文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。

第一次出现缩写词，须注出全称。

4．学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。

本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。

5．文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。

文献综述应与开题报告同时提交毕业设计（论文）文献综述Quadruped walking robotAbstract:The composition of the various parts of the walking robot is givena four-legged walking robot for complex terrain structure,analysis of the gait of the robot,given way to judge the stability of the robot in this form of gait.DH transform the kinematics of the robot forms of expression.The use of software for the simulation of the walking robot kinematics,robot joint exercise in the form in this form of gait,and laid the foundation for future robot control.Keywords: r obot kinematic analysis gait stability1 MDTWR双三足步行机器人图2 微型六足仿生机器人年哈尔滨工程大学的孟庆鑫、袁鹏等进行了两栖仿生机器蟹的研究,从两栖仿生机器蟹的方案设计到控制框架构建,研究了多足步行机的单足周期运动规律,合于两栖仿生机器蟹的单足运动路线规划方法,并从仿生学角度研究了周期性节律性图3 AMBLER 图4 DANTE-II美国罗克威尔公司在DARPA资助下,研制自主水下步行机所示。

四足步行机器人文献综述移动机器人按移动方式大体分为两大类；一是由现代车辆技术延伸进展成轮式移动机器人（包括履带式）；二是基于仿生技术的运动仿生气器人。

运动仿生气器人按移动方式分为足式移动、蠕动、蛇行、游动及扑翼飞行等形式,其中足式机器人是研究最多的一类运动仿生气器人。

自然环境中有约50％的地势，轮式或履带式车辆到达不了，而这些地点如森林，草地湿地，山林地等地域中拥有庞大的资源，要探测和利用且要尽可能少的破坏环境，足式机器人以其固有的移动优势成为野外探测工作的首选，另外，如海底和极地的科学考察和探究，足式机器人也具有明显的优势，因而足式机器人的研究得到世界各国的广泛重视。

现研制成功的足式机器人有1足，2足，4足，6足，8足等系列，大于8足的研究专门少。

曾长期作为人类要紧交通工具的马，牛，驴，骆驼等四足动物因其优越的野外行走能力和负载能力自然是人们研究足式机器人的重点仿生对象。

因而四足机器人在足式机器人中占有专门大的比例。

长期从事足式机器人研究的日本东京工业大学的広濑茂男等学者认为：从稳固性和操纵难易程度及制造成本等方面综合考虑，四足机是最佳的足式机器人形式[1]，四足机器人的研究深具社会意义和有用价值。

四足机器人的研究可分为早期探究和现代自主机器人研究两个时期。

中国古代的“木牛流马”以及国外十九世纪由Rygg 设计的“机械马”，是人类对足式行走行机器的早期探究。

而Muybridge 在1899 年用连续摄影的方法研究动物的行走步态，则是人们研究足式机器人的开端。

20世纪60年代，机器人进入了以机械和液压操纵实现运动的进展时期。

美国学者Shigley（1960）和Baldwin（1966）都使用凸轮连杆机构设计了机动的步行车[2]。

这一时期的研究成果最具代表性的是美国的Mosher于19 68 年设计的四足车“Walking Truck”[3]（图1）。

80年代，随着运算机技术和机器人操纵技术的广泛研究和应用，真正进入了具有自主行为的现代足式机器人的广泛研究时期。

机器人文献‎综述摘要：机器人是一‎种由主体结‎构、控制器、指挥系统和‎监测传感器‎组成的，能够模拟人‎的某些行为‎、能够自行控‎制、能够重复编‎程、能在二维空‎间内完成一‎定工作的机‎电一体化的‎生产设备。

机器人技术‎是综合了计‎算机、控制论、机构学、信息传感技‎术、人工智能、仿生学等多‎学科而形成‎的高新技术‎。

是当代研究‎十分活跃、应用日益广‎泛的领域。

也是一个国‎家工业自动‎化水平的重‎要标志。

关键词：机器人历史‎机器人分类‎移动机器人‎技术一、引言[1]机器人是当‎代自动化技‎术和人工智‎能技术发展‎的典型体现‎，也代表着制‎造技术发展‎的新水平，是一种由主‎体结构、控制器、指挥系统和‎监测传感器‎组成的，能够模拟人‎的某些行为‎、能够自行控‎制、能够重复编‎程、能在二维空‎间内完成一‎定工作的机‎电一体化的‎生产设备。

机器人尤其‎是工业机器‎人的广泛应‎用，极大提高了‎生产力。

目前世界上‎使用的机器‎人已有百万‎之多，并且次数目‎仍在快速增‎长。

其应用领域‎也从传统的‎制造业、军事应用逐‎步扩展到服‎务业、空间探索等‎。

二、机器人历史‎的发展[2]2015年‎，国内版工业‎4.0规划——《中国制造2‎025》行动纲领出‎台，其中提到，我国要大力‎推动优势和‎战略产业快‎速发展机器‎人，包括医疗健‎康、家庭服务、教育娱乐等‎服务机器人‎应用需求。

那么机器人‎发展阶段又‎如何呢?20世纪2‎0年代前后‎，捷克和美国‎的一些科幻‎作家创作了‎一批关于未‎来机器人与‎人类共处中‎可能发生的‎故事之类的‎文学作品，使得机器人‎在人们的思‎想中成为一‎种无所不能‎的“超人”。

1954年‎，美国的戴沃‎尔制造了世‎界第一台机‎器人实验装‎置，发表了《适用于重复‎作业的通用‎性工业机器‎人》一文，并获得美国‎专利。

1960年‎，美国Uni‎m atio‎n公司根据‎戴沃尔德技‎术专利研制‎出第一台机‎器人样机，并定型生产‎U n ima‎t e（意为“万能自动”）机器人。

机械臂的运动学分析综述前言随着工业自动化的发展，机械臂在产业自动化方面应用已经相当广泛。

机械臂在复杂、枯燥甚至是恶劣环境下，无论是完成效率以及完成精确性都是人类所无法比拟的，也因此，机械臂在人类的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。

自从第一台产业用机器人发明以来，机械臂的应用也从原本的汽车工业、模具制造、电子制造等相关产业，向农业、医疗、服务业等领域渗透。

按照不同的标准，机器人分类方法各异。

操作性与移动性是机器人最基本的功能构成[1]。

根据机器人是否具有这两个能力对机器人进行分类，可以把机器人大体分为三大类：（1）仅具有移动能力的移动机器人。

比如Endotics医疗机器人、Big Dog、PackBot，以及美国Pioneer公司的研究型机器人P2-DX、P3-DX、PowerBot 等。

（2）仅具有操作能力的机械臂。

比如Dextre、PUMA560、PowerCube机械臂等。

（3）具有移动和操作能力的移动机械臂系统。

如RI-MAN、FFR-1、以及勇气号火星车等[2]。

机械臂作为机器人最主要的执行机构，工程人员对它的研究也越来越多。

在国内外各种机器人和机械臂的研究成为科研的热点，研究大体是两个方向：其一是机器人的智能化，多传感器、多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统；其二是与生产加工相联系，满足相对具体的任务的工业机器人，主要采用性价比高的模块，在满足工作要求的基础上，追求系统的经济、简洁、可靠，大量采用工业控制器，市场化、模块化的元件。

机械臂或移动车作为机器人主体部分，同末端执行器、驱动器、传感器、控制器、处理器以及软件共同构成一个完整的机器人系统。

一个机械臂的系统可以分为机械、硬件、软件和算法四部分。

机械臂的具体设计需要考虑结构设计、驱动系统设计、运动学和动力学的分析和仿真、轨迹规划和路径规划研究等部分。

因此设计一个高效精确的机械臂系统，不仅能为生产带来更多的效益，也更易于维护和维修。

第一章：安装步行机器人介绍步行机器人最新的产品构件无论它看起来是多么简单的，你将很快意识到这种需要两台伺服电机进行两足移动的步行机器人比两轮机器人（Boe-Bot）复杂的多，它通过机械运动和BASIC Stamp控制来实现步行机器人的行走。

实际上，步行机器人的搭建使用了许多的传感器作为反馈。

这其中包括有能观测一定距离内物体的红外线发射器及红外线检测器，还有用以观测红外线无法观测的物体的缓冲传感器（闪光脚趾），和一个用以测量倾斜参数的加速度计。

如果你耐心的调节步行机器人硬件和软件，步行机器人能完成所有滚动机器人能完成的动作。

步行机器人不仅比滚轮机器人有趣的多，而且你将发现通过学习BASIC Stamp芯片的进行编程，能更加熟练的掌握程序的编程。

通过步行机器人编程将会使你学会如何设计PBASIC程序，包括如何使用常量和变量、程序的指针以及存储数据的EEPROM（电可擦除的只读存储器）。

一个设计良好的程序标准是，能够在一些需要调整机械装置的场合中，不重新编写你的整个程序，只要通过简单的对程序进行修改就能实现你所要求的功能。

步行机器人的运动主要来自于两台伺服电机（这通常用于操纵飞机的螺旋桨）。

步行机器人两台伺服电机中，顶部的伺服电机控制双腿在机器人的重心位置两尺的范围内来回摆动，而底部的伺服电机用以机器人的前后行走。

步行机器人的腿和脚踝之间采用了一个简单的平行连接件，确保双脚平行的站在地面上。

两条腿都连接在同一个电机上，以实现一只脚向前，另一只则向后移动的行走动作。

单独的控制一个电动机，机器人能实现步行机器人的前进，后退，左转，右转等动作。

通过综合步行机器人的两台伺服电机的运动，就能实现更加协调，更加平稳的行走。

通过一个BASIC Stamp2微型控制器来控制步行机器人的伺服电机和传感器。

微控制器BASIC Stamp2是教学系统中运用很广的一种芯片，它提供了供步行机器人使用的大量的程序空间、存储空间，以及较快的处理速度。

毕业设计（论文)--管道机器人行走机构设计摘要管道运输在我国运用比较普遍，管道长期处于压力大的恶劣环境中，受到水、油混合物、硫化氢等有害气体的腐蚀。

这些管道受蚀后，管壁变薄，容易产生裂缝，造成漏油的问题，存在重大安全生产隐患和济济损失。

因此研究工程应用中的管道机器人具有很高的实用价值和学术价值。

根据这些问题，我们设计一种新的行走机构并分析了其总体机械结构。

本文进一步介绍了当前国内外的管道机器人的发展现状并提出了一种新的管内行走机构。

它利用一个电机同时驱动均布在机架上并与管内壁用弹簧力相封闭的六个行进轮，从而实现了可以轴向直进全驱动的管内行走。

接着本论文重点对直进轮式管道机器人的运动机理和运动特征进行了分析和介绍。

根据管道机器人的设计要求选择电机，介绍了电机选择过程，对其中关键的机械部件如蜗轮蜗杆传动部件、齿轮等进行了设计。

该机器人具有较大的承载能力，可以在较高的速度下实现连续移动，由于该机构采用弹性装置支撑，所以该机构的管径适应性增大，是一种具有实用价值的移动机构形式……关键词：管道机器人；行走机构；弹性装置AbstractIn our country, pipeline transportation is very universal, and pipeline is in high pressure circumstance. Because pipes are corroded by the water, the oil mixture, the hydrogen sulfide, the noxious gas corrosion and so on. When these pipelines were corroded, their walls would become thin and result in cracks and oil leak, there is safety incipient fault in production and economic loss. So the key technology and further research development trend of in-pipe robot are discussed.According to these problems, we designed a new mobile mechanism and analyzed its machine structure. In this paper, the current states of in-pipe robot are described and a new type of mobile robot mechanism moving in pipe is presented. It uses two motor to drive six wheels which distribute symmetrically on the robot body and a wheels are pushed on the wall of pipe by spring force，so that the six driving wheels move along the axis of pipe. This kind of mobile robot mechanism has high efficiency，simple structure and easy to manufacture and to mount.Then the papers focus on direct pipeline into the wheeled robot's movement and the movement of an analysis and presentation. According to the pipeline robot design requirements choose Motors, introduced the motor selection process, of which the key mechanical components such as worm transmission parts, such as a gear design. The robot with the larger carrying capacity, can achieve higher speeds for mobile, as the agenciesadopt a flexible device support, the agency increased the diameter of adaptability, is a kind of practical value in the form of body movement.Keywords: In-pipe Robot; Mobile mechanism; Flexible device摘要IAbstract II1绪论 1128102管道机器人总体方案设计1111式 1112式 13173管道机器人的移动机构分析与设计181819动机构的原理19动机构的特点1921由度分析21度分析21析时的一些假设条件23构前进时的受力分析2427机的选择27位的设计计算29设计31选择31簧的设计3232径大小的影响32道机器人适用的管道口径334直进轮式管道机器人实体建模34343536375总结 38参考文献40致谢41附录421 绪论管道作为一种有效的物料输送手段，在一般工业、核设施、石油天然气、军事装备等领域中都得到广泛的应用，本题目要求设计一个结构紧凑的管道内行走装置，提高驱动效率。

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 design concepts and approach to the design of walking and 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。

机器人技术姓名：导师：班级：学号：地面移动机器人行走机构摘要：行走机构是移动机器人的重要组成部分，直接决定了移动机器人的地形适应能力和运动能力。

本文着重介绍了地面移动机器人行走机构的发展现状以及最新应用、分析了各行走机构的优缺点，最后对行走机构的发展趋势做出了展望。

关键词:移动机器人;行走机构；Abstract：As an important part of mobile robot, the walking mechanism determines the terrain adaptability and sports ability of the robot. This paper introduces the development status of ground mobile robot as well as the latest application, analyzes on the advantages and disadvantages of the walking mechanism and finally prospects the development trend of the walking mechanism.Keywords: mobile robot; walking mechanism;一、移动机器人发展概况自1961年美国Unimation公司研制出世界上第一台往复式工业机器人以来,其技术的发展就受到各国的重视，被认为是对未来新兴产业发展具有重要意义的高技术之一。

近些年来，随着计算机技术的不断发展，机器人技术也逐渐趋于成熟。

机器人的发展主要分为三个阶段：包括第一代示教/再现(Teaching/Playback)机器人、第二代传感控制(Sensory controlled)机器人以及第三代智能(Intelligent)机器人。

图1.1目前绝大多数机器人的灵活性,只是就其能够“反复编程”而言,工作环境相对来说是固定的,所以一般人们称之为操作手(Manipulator)。

毕业论文小型清洁机器人行走机构目录1 引言 (3)1.1论文背景、意义及要求 (3)1.2国外、国内研究概况 (4)1.3市场需求预测 (6)1.4设计的重点与难点. (6)2 机器人行走机构的设计 (7)2.1 空调管道系统介绍及清洗原理 (7)2.2机器人移动载体方案设计. (8)2.2.1总体方案设计 (8)2.2.2传动方案的设计 (9)2.3 张紧机构的设计 (11)3.具体设计计算 (12)3.1移动载体传动计算. (12)3.1.1左右驱动轮传动计算 (12)3.1.2后万向轮传动计算 (20)3.2张紧启动系统的设计计算 (24)3.2.1 气缸的选择 (24)3.2.2启动辅助元件和回路的选择设计 (26)3.3传动齿轮﹑蜗轮蜗杆的尺寸计算 (27)3.4轴的设计﹑计算和校核 (27)3.5轴承的寿命计算 (32)4 机器人转弯时的管道通过性分析 (33)4.1管道机器人在水平直角弯管的通过性分析 (33)4.2管道机器人在矩形管水平圆弧形弯头的通过性分析 (35)5结构设计 (36)1引言1.1论文背景、意义及要求清洁机器人作为服务机器人领域中的一个新产品, 尽管目前国内在这方面的研究开发方面已经取得一定的成果 , 但是仍有许多关键技术问题需要解决或提高 , 行走机构就是其中的一个比较重要的技术。

有的可在房间内随机移动，但要求有一定的动力和对地面有足够大的摩擦。

事实上，虽然有一些公司推出了一些样品或产品，但却不能达到满意程度：清洁效果不佳，遍历时间长。

随着当今社会的发展，空调通风系统在日常生活中发挥着越来越重要的作用。

中央空调系统主宰着楼宇中空气的新陈代谢，被称为“建筑物之肺”。

中央空调管道在长期使用中会积累许多灰尘、病菌及放射物等，这些有害物质在送风过程中便污染了空气，长期被人体吸入，就会危害大众的健康。

因此人们在迫切要求提高生活质量的同时，要求提高工作居住场所及其他公共场所环境质量 ( 特别是空气质量 ) 的呼声也越来越急切。

摘要本文介绍了一种应用两个电机驱动的六足式步行机器人,并对该机器人的运动机理与步态进行了分析,经样机实验,所设计的机器人可实现前进、后退、遇障转弯等功能,具有结构简单,控制便捷,行走稳定的特点。

基于仿生学原理,应用连杆机构学中的Robert原理,设计出一连杆轨迹能较好地近似于机器人理想足部轨迹的四杆机构，选择足部运动曲线并在图谱上找到该曲线，以确定四杆机构的各个参数。

由参数和电动机的输出转矩就能确定足部的线速度和加速度。

并通过PRO/E软件,对用这一连杆机构作为腿部机构的六足机器人进行了前进和转弯步态建模，并对它进行了稳定裕量分析，包括静力学分析和动力学分析。

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；行走步态；运动原理；稳定性；四杆机构abstractThis paper introduced a six-legged walking robot propelled by two electromotors,and analyzed the robot's kinetic mechanism and walking style.Proved by the model test,the robot is capable of actions such as forwarding,backwarding and veering in the case of obstruction.The robot demonstrates such advantages as simple structure,comfortable control and stable performance of pacing.Based on the principle of bionics,this paper designs a four-linked mechanism using Robert principle,which can approximate the ideal trace of robot's leg ,choose the sport curve of the foot department, then check to find out that curve on the diagram, the old ability but locations can make sure four each parameters of the pole structure, can make sure the line speed and accelerations of the foot department from the exportation dint of the parameter and electric motor. Some simulations about the hexapod robot which uses the six-linked mechanism as its leg are made，and carried on the stability to it analysis, include the quiet mechanics analysis and dynamics analysis.A hexapod walking mode was designed according to this structure.By controlling 12 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 body's balance better,providing high reference value to research the advantage and feasibility of leg-raising walking gesture.Keyword: six foot robot; Tread the appearance of walk; The sport principle; Stability; Four pole organizations目录摘要 (I)abstract .............................................................................................................. I I 1 绪论. (1)1.1国内外机器人的研究现状 (1)1.2机器人的主要研究问题 (3)1.3机器人的发展趋势 (5)1.4本课题所研究的主要内容 (6)2 机械机构设计 (6)2.1机构分析 (6)2.2 设计方法 (12)2.3四连杆机构的设计 (13)2.4四个钣金零件设计 (28)2.5 躯体部分机构设计 (33)2.6 机构设计总结 (34)参考文献 (35)致谢 (37)附录一 (50)附录二 (61)1 绪论1.1国内外机器人的研究现状1.1.1机器人的定义机器人是上个世纪人类最伟大的发明之一，而从机器人的角度来讲，21世纪将是一个自治机器人的世纪。

(2）控制系统的硬件结构
通过小组初步讨论决定控制计算机使用研华的主机，运动控制卡选用ADT(深圳众为兴）,电机选用伺服电机.
（3）控制系统的软件部分
主要采用VC进行编程，构建一个控制系统平台，在程序中给定坐标后，实现机械手从一点移动到另一点进行上下料的搬运工作。

之所以使用VC，一方面，ADT 的运动控制卡支持VC进行编程，另一方面,使用VC进行编程比较灵活,易于改进和变化。

(4)电路图部分
根据所选的硬件设备,使用Protel进行绘制.
三、作者已进行的准备及资料收集情况
在设计之前，翻阅了多篇关于机器人方面的书籍.对于控制系统的发展及其在机器人上的应用都有了相关的了解，这为建立机器人控制系统的模型做了一些前期准备工作.在此期间，还自学Protel和Solidworks等软件，为控制系统的电路设计和程序设计做好了准备。

还借了《单片机基础》、《48小时精通Solidworks2014》、《工业机器人》等书籍便于今后设计过程翻阅参考。

四、阶段性计划及预期研究成果
1.阶段性计划
第1周：阅读相关文献（中文≥10篇,英文≥1篇），提交文献目录及摘要。

第2周:翻译有关中英文文献，完成文献综述、外文翻译,提交外文翻译、文献综述.
第3~6周：控制系统总体设计，提交设计结果.
第7~11周：硬件元器件的选型、I/O口接线图，提交设计结果
第，12～14周：软件编程,装配图。

第15周：工程图绘制，工程图。

第16周撰写毕业设计说明书，提交论文，准备答辩。

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。

毕业设计开题报告题目：扫地机器人行走结构设计学生姓名：学号：专业：机械设计制造及自动化指导教师：年月日1 文献综述1.1 研究背景及目的近年来，随着计算机技术和人工智能科学的飞速发展，智能机器人技术逐渐成为现代机器人研究领域的热点。

随着长期的发展，服务型机器人开辟了机器人应用的新领域，机器人技术越来越接近成熟，服务型机器人也受到了世界各国研究人员的重视。

扫地机器人又称懒人扫地机，集机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等诸多学科为一体，它是把移动机器人相关技术和吸尘器技术结合起来，通过微电脑系统控制，按照人们的意愿完成清扫房间的部分或全部工作的一种移动机器人，它可以代替传统繁重的人工清洁工作，也可以清扫人们不能达到的部分。

随着科学技术的发展与社会的进步，扫地机器人将融入人们的生活，像汽车一样即将称为人们生活必须品，所以扫地机器人的开发和研究不仅有科研上的挑战，在国内又有广阔的市场前景。

本次毕业设计准备设计一部能够满足大部分家庭需求而且方便的自动扫地机器人。

它可以代替家庭人工清扫，比国内普通的吸尘器小巧轻便，清洁效率高，更加省时省力，可以帮助人们减轻生活压力，让科技更好的服务于人们。

1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状世界上最先出现的扫地机器人是由瑞典的家电巨头伊莱克斯1996年制造的“三叶虫”扫地机器人[1]，“三叶虫”扫地机器人虽然功能上没有那么齐全，但是有现在智能扫地机器人的很多元素。

它采用无电线装置，利用超音波声呐系统来控制扫地机器人在地面上的运行方向，会自动避开室内的各种障碍物，因此不会碰撞到地板上或地毯上的任何物品。

采用三种设定模式，可以根据不同的清洁要求，设定清扫速度。

图1 “三叶虫”扫地机器人随后，机器人巨头Irobot 公司设计制造自动扫地机器人Roomba，不断的升级优化，Roomba成为扫地机器人领域的代表产品。

该公司最新推出的扫地机器人Roomba980采用Adapt2.0视觉实时定位建模技术，在清扫房间的同时能够绘制房间内的地图，并且精准避开障碍物。

燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述课题名称：并联腿步行机器人四足/两足转化装置设计学院（系）：年级专业：学生姓名：指导教师：完成日期：一、课题国内外现状1、步行机器人的发展状况步行机器人，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[9]。

步行机器人与轮式机器人相比较，其最大的优点就是步行机器人对行走路面的要求很低。

它可以跨越障碍物，走过沙地、沼泽等特殊路面[1]。

我国对于步行机器人的研究起步较晚，从2O世纪8O年代开始研究，到目前已经取得了一系列的成果。

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器人，做了越障、爬坡和通过沼泽地的试验。

1989年，北京航空航天大学在张启先教授的指导下，孙汉旭博士进行了刚足步行机的研究，试制成功一台四足步行机，并进行了步行实验；钱晋武博士研究地壁两用六足步行机器人，进行了步态和运动学方面的研究。

1990年，中国科学院沈阳自动化研究所研制出全方位六足步行机，不仅能在平地步行，还能上楼梯。

1991年，上海交通大学马培荪等研制出JTUWM 系列四足步行机器人。

JTUMM—III以马为仿生对象，每条腿有3个自由度，由直流伺服电机分别驱动各个关节的运动。

该机器人采用两级分布式控制系统，脚底装有PVDF测力传感器，利用人工神经网络和模糊算法相结合，采用力和位置混合控制，实现了四足步行机器人JTUMM—III的慢速动态行走，极限步速为1.7 km／h 。

为了提高步行速度，将弹性步行机构应用于该四足步行机器人，产生缓冲和储能效果[9]。

世界上第一台真正意义的四足步行机器人是由Frank和McGhee于1977年制作的。

该机器人具有较好的步态运动稳定性，但其缺点是，该机器人的关节是由逻辑电路组成的状态机控制的，因此机器人的行为受到限制，只能呈现固定的运动形式[15]。

20世纪80、90年代最具代表性的四足步行机器人是日本Shigeo Hirose 实验室研制的TITAN系列。

高职学生毕业设计题目：多足机器人行走机构设计学院: 机械自动化学院专业:学号:学生姓名:指导教师:日期:摘要本文旨在设计一种能够实现灵活、全方位运动的机器人的行走机构。

本文设计的多足步行机器人具有冗余驱动、运动拓扑的特点。

为实现其步行全方位机动性及作业多功能性，需要解决一系列的技术问题，而结构设计是其中的关键。

首先，对于国内外机器人的发展现状进行阐述和比较，并分析了多足机器人的研究趋势；接着，从机构自由度入手，明确设计思路，确定行走机构结构，对主要零件、构件进行设计，分析机构的受力情况，找出较危险的零件，并对其强度进行校核。

最后,初步研究了机器人的行动方式，拟定了简单的步态规划方案，规划了机器人直线行走步态、定点转弯步态。

关键词：多足机器人；机构自由度；行走机构；机构设计AbstractThis paper aims to design a travelling mechanism of a flexible and omnibearing motorial robot. The multiped walking robot referred to this paper has the characteristics of redandant drive and topological motion. In order to achieve its omnibearing walking mobility and working polyfunctionality, a series of technique questions need to resolved, of which the structural design is the key point.Firstly, the paper states the current situation of the robots development and compares the differences of the robots both domestic and overseas. Moreover ,it analyses the research trend of multiped robots. Secondly, it make clear of the designing ideas and confirm the travelling mechanism in terms of the structural variance,as well as designing the major parts and constuctional elements. Besides ,it analyses the stress state of the mechanism,trying to find out the rather dangerous parts and checking their intensity. Finally, it initially research the walking patterns of the robots and make out a simple tread program, which plans out the robot tread of linear walking and fixed point swerving.Keyword：Multiped robot;Degree of freedom;travelling mechanism;Mechanical design目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2国内外多足机器人发展概况 (1)1.3 多足机器人研究发展趋势 (3)第二章多足机器人行走机构的设计及校核 (5)2.1 多足机器人行走机构结构的拟定 (5)2.2 重要组件的设计及校核 (6)2.2.1 重要组件的选定 (6)2.2.2 圆柱凸轮的设计 (7)2.2.3 凸轮滚子轴的强度校核 (7)第三章其它部分设计 (9)3.1 电机和减速器的选用 (9)3.2 机器人步态初步规划 (9)设计总结 (11)参考文献 (12)致谢 (13)第一章绪论1.1 引言步行机器人是模仿动物的运动形式，采用腿式结构来完成多种移动功能的一类特种机起人。

（完整版）工业机器人文献综述工业机器人文献综述生产力在不断进步，推动养科技的进步与革新，以建立更加合理的生产关系。

自工业革命以来，人力劳动己经逐渐被机械所取代，而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步时至今天，机电一体化，机械智能化等技术应运而生并己经成为时代的主旋律。

1.工业机器人的发展：1.1 机器人概念的诞生机器人技术一词虽然出现的较晚，但这一概念在人类的想象中却早已出现。

自古以来，有不少科学家和杰出工匠都曾制造出具有人类特点或具有动物特征的机器人雏形。

我国西周时期的能工巧匠就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早的涉及机器人概念的文章记录，此外春秋后期鲁班制造过一只木鸟，能在空中飞行，体现了我国劳动人民的智慧。

机器人一词由捷克作家--卡雷尔.恰佩克在他的讽刺剧《罗莎姆的万能机器人》中首次提出，剧中描述了一机器奴仆Robot。

此次Robot被沿用下来，中文译成机器人。

1942年美国科幻作家埃萨克.阿西莫夫在他的科幻小说《我.机器人》中提出了“机器人三大定律”，这三大定律后来成为学术界默认的研发原则。

现代机器人出现于20世纪中期，当计算机技术出现，电子技术的进步，数控机床的出现及与机器人相关的控制技术和零件加工技术的成熟，为现代机器人的发展打下了基础。

1.2 国内机器人的发展史在我国目前采用工业机器人的行业主要有汽车行业、摩托车、电器、工程机械、石油化工等行业。

我国作为亚洲第三大的工业机器人需求国，对于工业机器人的需求量在逐年增加，从而吸引了大批工业机器人的制造商，加快了我国工业机器人技术的发展第一阶段是20世纪80年代，我国为t跟踪国际机器人技术的道路，当时以原机械工业部为主，航天工业部等部门联合组织国内的相关研究单位开展了工业机器人的研究，先后推出了弧焊、点焊、喷漆等多种工业机器人。

直到90年代，通过国家863计划等的K77，我国具备t独!)设计不}}生产工业机器人的能力，培养了一批高水平的研究生产队伍进入21世纪，中国的工业机器人发展进入t一个崭新的阶段，其中最大的特点是以企业为主体，以市场为导向、赢利为目标的机器人产业开发群体止在形成。

管道布线机器人移动机构设计学生：余金华指导老师：袁景阳（厦门理工学院机械工程系，厦门 361024）【摘要】：内管道机器人广泛应用于化工、管道清洁、核电站、管道布线等领域，其移动机构和驱动技术具有较高的使用价值和学术意义。

采用螺旋驱动结构所设计的内管道移动机器人，其结构简单，结构紧凑，控制方便。

管道机器人的研制管道检测和维修等方面具有很大的理论价值和广阔的应用前景。

机器人采用节段式设计，使得其在体积微小的同时，具有强大的功能扩展性。

本文介绍了螺旋推进管道机器人的组成及工作原理，对机器人的机械结构进行了设计，并且分析了其在弯管内的几何与运动约束条件。

【关键词】：管道机器人，螺旋推进，可变约束，电动机控制Pipeline routing robot mobile mechanism designStudent: yu jinhuaTutor: yuan jingyang(Department of Mechanical Engineer ing, Xiamen University of technology, Xiamen, 361024, China) 【Abstract】: in-pipeline robots are widely used in chemical, cleaning of pipelines, nuclearpower plant, pipeline routing, and other fields, the moving mechanism and drive technology has a high use value and academic significance. Design the structure of the spiral drive inside the pipe mobile machine, the structure is simple, compact, easily control. Development of pipeline inspection and maintenance of the pipeline robot has great theoretical value and broad application prospects. This in-pipe small robot can clam in small pipelines with high speed and tractive ability. The design of the subsections makes the robot more function expansibility. The structure and operating principle are reported in this paper. The moving characteristics in the elbow, such as locomotion constraint condition, are obtained.【Keyword】：Pipe robot，Screw locomotion，V ariable constraint mechanism，Motor control 1前言管道在生活中的应用非常广泛，但是对于管道的维修和检测，尤其是管道内布线，却是人工所不能完成的，必须借助一定的小型装备。