基于Arduino的双足机器人控制方法

双足仿生机器人行走机构设计
双足仿生机器人行走机构设计一般包括以下几个关键部分：
1. 足底结构：足底结构是机器人与地面接触的部分，需要具备良好的稳定性和抓地力。

一般采用橡胶材料制作，设计有凹凸纹路或者类似动物脚掌的结构，以增加摩擦力和抓地力。

2. 关节设计：双足仿生机器人的每个腿部都需要多个关节来实现自由运动。

关节设计需要考虑到机器人的稳定性和灵活性，一般采用电机驱动的旋转关节或者液压/气动驱动的线性关节。

3. 动力系统：机器人行走需要动力系统提供能量。

一般采用电池或者电源供电，驱动关节的电机需要具备足够的扭矩和速度来实现机器人的行走。

4. 传感器：为了实现机器人的平衡和姿态控制，需要配备各种传感器。

例如，陀螺仪和加速度计可以用来检测机器人的倾斜角度，力传感器可以用来感知地面反作用力，视觉传感器可以用来感知周围环境。

5. 控制系统：双足仿生机器人的行走需要一个高效的控制系统。

控制系统可以根据传感器的反馈信息，实时调整关节的运动，以保持机器人的平衡和稳定。

总体来说，双足仿生机器人行走机构设计需要考虑到稳定性、灵活性、能量效率和控制系统的要求。

具体的设计方案需要根据机器人的应用场景和需求来确定。

以上资料如有疑问，请拨打公司客服电话：021-64850709-22
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（一）舵机控制卡工作方式： 当做为舵机控制卡使用时， AT89C2051 中的程序为 《舵机控制 （中断） 》 里面的 51arm20080623.c
当作为舵机控制卡使用的时候，控制卡最多可以同时控制八个舵机的运动，在 上电状态下（舵机控制器不和其他的控制部件进行通讯） ，8 个舵机控制端口分别输 出周期为 20ms,宽度为 1.5ms 的脉宽调制波。因此，按照舵机的控制原理，如果各 个控制端口上接有舵机， 则各个舵机输出角为 90 度。 如果控制卡此时没有外接控制 器，则舵机一直保持再 90 度状态。此时，控制卡需要接收从串口发来的控制信息， 控制信息中包括舵机要转动的角度以及其他的通讯协议。此时舵机控制卡就是一个 外接控制器控制信号与舵机动作之间的转换板。 （1） 端口定义 舵机控制卡上有八个舵机接口，分别定义为（Servo1～Servo8） ； 每个舵机输出口可以控制舵机转动（-90°～ +90°） ； 外接控制器上的串口（UART）直接和 AT89C2051 的串口相连，采用 9600 的波特率， 此接口可以和其他采用 TTL 电平的设备进行通讯。 （2） 通讯协议 a 接收数据： 每一帧控制指令：4 个字节 第一个字节：0xAF---- 数据帧起始字节； 第二个字节：0x00～0x08---- 舵机序号（Servo1～Servo8） ； 第三个字节：0x00～0xB4---- 旋转角度设定（-90°～ +90°） ； 第四个字节：0xFA----数据帧结束字节。 b 返回数据： 当正确接收一帧数据之后，伺服舵机控制器会返回一个字节数据做为接收确认信 息。 返回数据为：大写字母‘R’的 ASCII 码。 说明： 舵机控制板通过串口和外部控制器进行通讯， 外部控制器要让某个舵机转动

2019·7（下）《科技传播》142作者简介：张皓洋，南京外国语学校。

基于Arduino的下肢康复训练系统张皓洋摘 要 本研究开发了一种基于模拟直立行走的下肢康复训练控制系统，该系统包括下肢康复训练机构设计、电机控制电路及控制软件等。

下肢康复训练系统采用3个步进电机为训练设备的下肢运动机构提供动力，选用Arduino 板为控制核心，使用WPF 设计上位机用户端，实现了下肢的同步训练和交替训练。

本实验结果表明，该控制系统具有良好的稳定性，满足了下肢康复训练的需求。

关键词 下肢康复；控制系统；Arduino ；WPF中图分类号 TP273 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2019）239-0142-03随着现在社会的不断发展进步和人们生活水平的提高，人口老龄化的问题日趋严峻，由脑卒死等导致的神经损伤引发下肢功能出现障碍，或由于车祸、工伤等下肢意外受伤的患者，其下肢康复是个漫长的过程。

而传统的康复治疗手段大多采用医生手工辅助完成，大大增加了康复过程的成本且效率低下，也会影响患者的身心健康。

目前市面上的下肢康复训练装置功能不全，大多只能模拟下肢的两个自由度运动[1]。

本次设计的下肢康复装置具有3个方向的自由度，更贴近于人体正常行走时的状态。

该系统克服了现有下肢康复训练设备的缺点，既可以实现双腿的张合训练，也实现了双腿各自张合和旋转运动的独立性[2]。

1 功能及性能指标本文研发的下肢康复训练系统主要功能如下：在训练时，患者将脚部放置在脚踏板上，本系统设置三个步进电机，两个对称放置的电机分别控制双腿的旋转，另外一个电机用于控制双腿的分合，实现三个自由度的运动训练。

根据使用者的训练要求，可在上位机界面上操纵装置的运动，满足了不同患者的运动习惯，同时也设置了不同的康复训练游戏模式，提高了患者的恢复速度。

具体实现功能如下：1）运动训练由三个电机提供动力，彼此之间实现独立驱动。

训练模式包括上下前后拟合成的旋转运动和左右直线的运动。

基于Arduino的智能机器人实践教学设计1. 引言随着智能化时代的到来，人们越来越多地关注智能机器人的研发和应用。

在教育领域，利用智能机器人开展实践教学，可以提高学生的实践能力和创新能力，进而促进其对于智能化技术的理解和认识。

因此，基于Arduino的智能机器人实践教学设计成为了近年来教育领域中的热点问题。

本文将介绍基于Arduino的智能机器人实践教学设计，并重点讨论其在教育领域中的应用和未来发展方向。

2. Arduino智能机器人的概念和组成2.1 智能机器人的概念智能机器人是一种智能化的机器人，它可以自主的工作和学习，并且可以通过人机交互对外界环境做出响应。

智能机器人不仅需要有高精度、高性能的硬件设备，还需要具有灵活性和程序可编程性的软件系统。

2.2 Arduino智能机器人的组成Arduino智能机器人是一种基于Arduino单片机的智能化机器人，其主要硬件构成包括Arduino主板、电机、传感器、驱动模块等，软件系统包括基于Arduino编写的程序代码，可通过编程实现机器人的各种功能。

Arduino主板是Arduino智能机器人的核心，它基于ATmega328P单片机，拥有14个数字输入输出管脚和6个模拟输入输出管脚，可通过编程对机器人进行各种操作。

电机是机器人的动力来源，通过驱动模块转换电能为机械能，并能控制机器人的运动。

传感器是机器人的感官器官，可以通过采集周围环境的数据，向主板提供实时反馈，实现机器人的智能化功能。

总之，Arduino智能机器人是一种具有智能化特征的机器人，通过硬件设备和程序代码实现各种功能。

3. 基于Arduino的智能机器人在教学中的应用3.1 基础教学在基础教学阶段，可以通过Arduino智能机器人，让学生了解机器人的基本构成、电路原理、指令编程等，从而促进学生对于机器人技术的理解和认识。

在教学中可以让学生通过编写程序，实现车辆的前进、后退、左转、右转等动作，锻炼学生的编程能力和动手能力。

双足机器人步行原理
双足机器人步行原理基于仿生学和机器人控制理论，旨在模拟人类的步行运动。

它主要基于以下原理和控制策略：
1. 动态平衡控制：双足机器人在行走过程中需要保持动态平衡，这意味着机器人需要时刻根据自身的姿态、行走速度和地面情况来调整步态和控制力矩，以保持机体的稳定。

2. 步态规划：双足机器人的步态规划决定了每一步腿的运动轨迹和步频。

一般来说，机器人上半身的重心会向前倾斜，然后交替迈步。

步态规划需要考虑腿部的受力、身体姿态、地面摩擦力等多个因素。

3. 步态控制：基于步态规划，机器人需要实现对每一步的力矩控制和低级关节控制。

这意味着机器人需要根据颈部、腰部、髋部、膝关节和脚踝关节的传感器反馈信息来调整关节的输出力和控制策略。

4. 感知与反馈：双足机器人需要运用各种传感器来感知自身的状态和周围环境，例如倾斜传感器、压力传感器、陀螺仪等。

这些传感器的数据能够提供给控制系统供其根据需要调整步行姿势和控制力矩。

5. 动力学控制：双足机器人需要考虑自身的动力学特性，以及地面反作用力的影响。

动力学控制通过综合各种传感器信息和动力学模型来计算机器人每一步所需的力矩，以提供足够的力量来维持步行。

综上所述，双足机器人步行的原理涉及动态平衡控制、步态规划、步态控制、感知与反馈以及动力学控制等多个方面。

通过精确的控制策略和高度集成的感知系统，机器人能够模拟人类的步行运动，并具备稳定的步行能力。

制算法的改进方向，为未来的研究提供参考。
05
结论与展望
研究工作总结
01
参数设计优化
通过深入研究双足机器人的动力学特性和运动学要求，我们成功优化了
机器人的各项参数，包括惯性参数、连杆长度、关节角度范围等，从而
提升了机器人的稳定性和运动效率。
02
步态控制算法开发
我们开发了一种基于深度强化学习的步态控制算法，该算法能够根据不
VS
控制硬件
双足机器人的控制系统硬件需要具备足够 的计算能力和实时性能，以支持复杂的步 态控制算法和传感器数据处理。选择高性 能的处理器和专用的运动控制芯片，可以 确保机器人对行走指令的快速响应和精确 执行。
动力系统设计参数
要点一
能源供应
双足机器人的动力系统需要为其提供足够的能源供应，以 确保持续稳定的行走能力。选择合适的电池类型和容量， 以满足机器人的能量需求，并在必要时进行能源管理和优 化，以延长机器人的行走时间。
步态稳定性与优化
步态稳定性分析
通过建立机器人的稳定性判据，分析不同步态下的稳定性，为步 态控制算法提供理论指导。
最优控制
以能量消耗、行走速度等为目标函数，通过优化算法求解最优步态 控制策略，实现机器人的高效行走。
仿生学优化
借鉴生物行走的步态特征，对机器人的步态进行优化，提高机器人 在复杂环境中的行走性能。
意义
双足机器人具有人类类似的行走能力，能够在复杂地形中进行灵活移动，这对 于救援、探索等任务具有重要意义。同时，研究双足机器人也有助于我们更深 入地理解人类行走的机理。
双足机器人的应用领域
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救援领域
在灾难救援场景中，双足机器 人能够跨越障碍，进入危险区

双足竞步机器人设计与制作技术报告一、引言二、设计原理1.动力系统2.传感系统3.平衡控制系统平衡是双足机器人最基本的功能之一、平衡控制系统基于双足机器人的运动状态及传感器信息，通过反馈控制算法实现平衡控制，使机器人能够保持稳定的步态。

4.步态控制系统步态控制系统主要通过控制机器人的下肢运动，完成双足的协调步行。

常见的步态控制算法有离散控制、预先编程控制、模型预测控制等。

三、制作过程1.机械结构设计2.电子系统设计电子系统设计主要包括电路设计和控制系统设计。

电路设计需要根据机器人的运行需求进行电源和信号处理电路的设计。

控制系统设计需要根据机器人的传感信息和控制算法，选择合适的控制器和通信模块。

3.程序开发与调试程序开发是制作双足竞步机器人不可或缺的一步。

在程序开发过程中，需要针对平衡控制、步态控制和传感器数据处理等方面进行编程，并进行相应的调试与优化。

四、技术难点与解决方案1.平衡控制技术2.步态规划与控制技术步态控制是双足竞步机器人实现协调步行的关键。

根据机器人的设计和运行需求，选取合适的步态控制算法，并进行动态规划和控制，可以实现优化的步态控制。

3.动力系统设计与电路优化机器人的动力系统设计要考虑电机选择、电机驱动电路和电源供应等多个方面。

同时，还需要对电子电路进行优化，减小功耗和提高效率，以提高机器人的运行时间和性能。

五、总结双足竞步机器人的设计与制作技术包括机械结构设计、电子系统设计、程序开发与调试等多个环节。

通过充分考虑机器人的平衡控制和步态控制等关键技术，可以设计出性能优良的双足竞步机器人。

但是，在设计与制作过程中还需要不断尝试与改进，以逐步优化机器人的性能。

基于Arduino的机器人控制系统设计研究随着科技的发展和创新，机器人技术逐渐走入我们的视野，逐步渗透到我们的日常生活和工业生产中。

并且，随着人工智能和物联网技术的不断推陈出新，机器人技术将会有更加广泛的应用。

在机器人系统中，控制系统是至关重要的，而基于Arduino的机器人控制系统也无疑是一个非常优秀的方案。

本文将从以下几个方面来探讨基于Arduino的机器人控制系统设计研究。

一、基于Arduino的控制系统介绍Arduino是一种强大的微控制器，可以通过编程和与外部电路的交互实现各种控制和测量功能。

它是一种开放源代码的软硬件平台，拥有广泛的应用和支持。

基于Arduino的机器人控制系统中，Arduino主板被用来控制各种机械和电子组件的操作，例如电机、传感器、执行器等等。

Arduino的拥有强大的程序编程和系统集成能力，与丰富的开源库以及广泛的学习资源，使得基于Arduino的机器人控制系统更加易于设计和开发。

二、机器人控制系统的组成机器人控制系统由多种组件构成，例如电机、传感器、执行器和控制器。

这些元件需要以某种方式交互并进行数据交流。

在机器人控制器的基础上，智能机器人控制系统集成了丰富的人工智能算法和物联网技术，实现了机器人系统更高级的操作和数据分析。

一般来说，机器人控制系统分为以下几个部分：1. 机械系统机械系统是机器人控制系统的重要组成部分，它包含了机器人的框架、电机、执行器等等。

这些元件可以根据控制器的指令来完成各种机器人动作。

机械系统的高精度和稳定性对于机器人的操作至关重要。

2. 传感器系统传感器系统用来感知机器人周围环境和机器人的内部状态。

传感器可以测量温度、光线、声音、距离等多种物理参数。

这些信息可以用来控制机器人行为，也可以交给用户分析。

3. 控制系统控制系统用来控制机器人的动作和状态。

它可以从外部传感器获取数据，并根据算法计算和决策机器人下一步的行动。

它也可以与其他系统交互，例如智能家居系统或者工业物联网系统。

雙足機器人控制技術臺灣科技大學 施慶隆一、簡介雙足機器人或廣義的人形機器人的種類大致上可分為如真人般大小的人形機器人（human-size humanoid robot）以及小型的人形機器人（small-size humanoid robot）兩大類。

如真人般大小的人形機器人通常具有二十多個致動器，身高介於120與180cm之間，體重大約50Kg左右。

其致動器大多數是由直流或交流伺服馬達、編碼器、諧波減速機（100:1）以及皮帶輪（1~5:1）所組成。

著名的範例有Honda ASIMO、日本HRP及HRP-2、早稻田大學WABIAN II、東京大學H6及UT-Theta、德國Jonnie、法國BIP、韓國KHR…等等。

如真人般大小的人形機器人的開發成本十分昂貴，其最終的設計目標與用途不外乎作為人類的忠實僕人，取代人類從事單調、危險、耗體能以及冒險等工作。

相對的，小型的人形機器人的開發成本相對低廉，其目標與用途為娛樂玩具市場與學校教育訓練。

小型的人形機器人的身高通常低於50cm、重量少於3Kg，其致動器大都選用輸出力矩為10~20 kg-cm的伺服機（RC servo）。

目前知名的小型人形機器人產品有SONY SDR-3x及QRIO、ZMP公司 NUVO及PINO…等等。

本文之目的為介紹如人一般大小之二足機器人的控制技術與原理。

二足步行機器人的平衡與步行控制為發展可如人類自由行走之人形機器人的先決條件。

二足步行機器人為多自由度機構複雜非線性而且大多屬於欠缺致動器的控制系統，而且一個步行週期存在多個不同動態模式以及需與環境進行碰撞接觸。

二足步行機器人步行時之動態過程為單腳支撐期（single-support phase）及雙腳支撐期（double-support phase）交替互換之混合式動態系統（hybrid dynamic system）。

單腳支撐期時一腳為支撐腳而另一腳則擺動前進至著地；然後進入雙腳支撐期。

双足机器人制作及其步态运行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”（staticwalking），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。

1.2.Autodesk Computer Aided Design绘制样图上图为双足机器人脚部以及腿部，下图为头部ser cutting machine非金属切割从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。

《双足机器人步态规划与控制研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，双足机器人已经成为现代机器人技术研究的热点之一。

双足机器人以其类似人类的行走方式，具有更高的灵活性和适应性，在服务、救援、军事等领域具有广泛的应用前景。

然而，要实现双足机器人的稳定行走，需要进行步态规划和控制研究。

本文旨在探讨双足机器人步态规划与控制的相关问题，以期为双足机器人的研究与应用提供一定的理论依据和技术支持。

二、双足机器人步态规划步态规划是双足机器人行走的基础，它决定了机器人的行走方式、速度和稳定性。

目前，常见的步态规划方法包括基于规则的方法、基于优化的方法和基于学习的方法。

1. 基于规则的步态规划基于规则的步态规划是根据预先设定的规则和逻辑，使机器人按照一定的步态行走。

这种方法简单易行，但需要针对不同的环境和任务进行规则调整，具有一定的局限性。

针对双足机器人的步态规划，需要考虑到机器人的身体结构、关节运动范围、地面情况等因素，制定出合适的步态规划规则。

2. 基于优化的步态规划基于优化的步态规划是通过建立数学模型，利用优化算法求解最优的步态。

这种方法可以根据机器人的任务和环境变化，自动调整步态参数，具有更好的适应性和灵活性。

常见的优化算法包括遗传算法、粒子群算法、动态规划等。

3. 基于学习的步态规划基于学习的步态规划是通过学习人类或其他生物的行走方式，使机器人模仿或自主学习步态。

这种方法需要大量的学习数据和计算资源，但可以使机器人具有更高的智能和灵活性。

常用的学习方法包括深度学习、强化学习等。

三、双足机器人控制研究双足机器人的控制是实现稳定行走的关键。

目前，常见的控制方法包括基于模型的控制、基于学习的控制和混合控制。

1. 基于模型的控制基于模型的控制是根据机器人的运动学和动力学模型，利用控制器对机器人进行控制。

这种方法需要建立准确的模型，并针对不同的任务和环境进行调整。

常见的控制器包括PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。

电子技术• Electronic Technology106 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】移动机器人 Arduino 自动避障本文主要通过对系统的结构设计的介绍，阐述了系统的工作原理和模块功能，同时对它的硬件设计与软件设计进行了分析，最后通过使用过程中出现的情况对系统进行了调试，希望本文能够对该系统的发展作出贡献。

1 Arduino简介Arduino 是一个基于开放原始码的软硬件平台，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。

Arduino 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 电路板要做些什么了。

Arduino 能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。

2 系统的现状分析随着计算机技术的发展，传感技术以及通信技术等都得到了迅猛的发展，机器人也在各行各业中得到了普遍的使用。

家用机器人是机器人使用的一种方式，它的控制系统一般有语音控制、红外线遥控，电脑遥控，网络控制等等，这些方式都促进了机器人在家庭生活中的使用，但是也存在着携带不方便的情况，而且机器人的移动性能相对来讲也比较受限制，对他的控制需要严重依赖网络，造成极大的不方便。

针对上述情况，我们对这一控制系统采取了Arduino+Android 的方案进行进一步的改进，利用Arduino 的传感器对家庭环境进行监控，而且该系统的成本相对来讲比较低，操作上也相对来讲比较灵活，能够对机器人进行目标的锁定和规避障碍物，具有自动寻线、寻光的功能。

两足式自走机器人实验报告本实验旨在设计和制作一种能够实现自主行走的两足式机器人，并通过实验验证其稳定性和行走能力。

通过该实验，能够加深对机器人结构和运动控制的理解，同时探索机器人在不同环境下的适应能力。

实验原理：两足式机器人是一种模仿人类步行的机器人，其设计灵感来源于人类运动生理学和动物运动机制。

在机器人的机械结构上，通常采用两条类似于人的双腿，脚部配有足底传感器以获取地面信息。

控制系统利用回馈控制和动态平衡算法，实现机器人的稳定行走。

实验步骤和结果：1. 设计和制作机器人的机械结构：根据机器人的预期功能和要求，设计机器人的双腿结构，选择合适的材料进行制作。

通过螺旋电机和关节连接完成机械结构的组装。

2. 完成机器人的电子设计和控制系统的搭建：设计机器人的电子线路，包括传感器、执行机构和控制芯片等。

设置动态平衡算法和运动控制程序，并进行算法调试和优化。

3. 进行机器人的行走实验：将机器人放置在光滑的地面上，通过控制程序操控机器人进行行走。

观察机器人步态和姿态的稳定性，记录机器人的行走速度和穿越障碍物的能力。

通过实验，我们得到了以下结果：1. 机器人能够实现基本的稳定行走：机器人能够通过动态平衡算法保持两腿的平衡，保证机器人不倒下。

虽然在初期的测试中机器人有时会出现摇晃和摆动的情况，但经过算法的调优和参数的优化，机器人能够保持更好的稳定性。

2. 机器人的行走速度较慢：由于机器人使用的是电机驱动的关节，其速度受到电机的转速限制。

因此，机器人的行走速度相对较慢，需要进一步优化驱动系统以提高机器人的运动速度。

3. 机器人的障碍物穿越能力有待提高：在穿越障碍物的实验中，机器人会遇到平衡和稳定性的挑战。

当障碍物高度较高时，机器人容易失去平衡而倒下。

因此，需要改善机器人的感知和控制系统，提高其在复杂环境中的适应能力。

实验总结：通过本实验，我们成功设计和制作了一种两足式自走机器人，并验证了其行走能力和稳定性。

实验结果表明，机器人能够实现基本的稳定行走，但其行走速度和穿越障碍物的能力还有待提高。

ARDUINO蜘蛛机器人搭建教程，仿生蜘蛛机器人的设计与实现成品展示（原文作者-MegaDAS）材料：1.- 订购的PCB电路板（资料可以下载）2.- 12个伺服电机，每条腿有3个伺服电机（伺服代码+机器人主程序代码可以下载）3.- 一个Arduino Nano4.- HC-06蓝牙模块5.- 一个OLED显示屏6.- 5mm RGB LED7.- 单排40Pin 2.54 mm公针式接头连接器8.- 机器人身体（3D打印机文件可下载）9.-Android应用程序（资料可以下载）简介由于每个人都注意到了机器人技术的高速发展，我们决定将你们带到机器人和机器人制造的更高层次，我们刚开始做一些基本的电子项目和像PICTO92这样的基本黑线机器人，以便让你对电子产品有点熟悉，并发现自己能够发明自己的项目，转到另一个层次，我们已经开始使用这个概念中的基本机器人，但如果你的程序更深入，它将变得有点复杂。

由于这些小工具在网上商店非常昂贵，我们提供一步一步的指导，指导你们制作自己的Spiderbot。

该项目定制自己的PCB，这样会非常方便，可以改善我们机器人的外观，本指南中还有PCB文件和程序还有代码，都已经打包好，私信88151自动获取地址，我们只用了7天就完成了这个项目，两天完成了硬件制作和组装，五天时间来准备代码和android应用程序。

特点仿生蜘蛛机器人是模仿多足的动物的运动的方式的特殊一种的机器人。

经过调查显示,在地球上有大约二分之一的陆地那些常规的载具，像汽车火车履带式的载具都无法到达。

自然界中却有很多生物却可以自由的活动在那里。

因此,仿生机器人的运动方式更有着其他不具有的能力优势,仿生机器人运动方式流动性良好,能适应各种崎岖路面。

仿生蜘蛛机器人在崎岖和路况极差的地面上的运动速度仍然很快，而且能耗较少。

主要执行器-伺服电机伺服电动机不是特定类别的电动机，尽管术语伺服电动机通常用于指代适用于闭环控制系统的电动机，一般而言，控制信号是方波脉冲序列，控制信号的公共频率为44Hz，50Hz和400Hz，正脉冲宽度决定伺服位置，大约0.5ms的正脉冲宽度将使伺服喇叭向左偏转尽可能多的偏差（通常约45至90度，取决于所讨论的伺服），正脉冲宽度约2.5ms至3.0ms将使伺服器尽可能向右偏转，大约1.5ms的脉冲宽度将使伺服将中性位置保持在0度，输出高电压通常介于2.5伏和10伏之间（典型值为3V），输出低电压范围为-40mV至0V。

1 引言机器人是作为现代高新技术的重要象征和发展结果，已经广泛应用于国民生产的各个领域，并正在给人类传统的生产模式带来革命性的变化，影响着人们生活的方方面面。

对于步行机器人来说，它只需要模仿人在特殊情况下(平地或己知障碍物)完成步行动作，这个条件虽然可以使机器人的骨骼机构大大降低和简化，但也不是说这个系统就不复杂了，其步行动作一样是高度自动化的运动，需要控制机构进行复杂而巧妙地协调各个关节上的动作。

双足机器人的研究工作开始于上世纪60年代末，只有三十多年的历史，然而成绩斐然。

如今已成为机器人领域主要研究方向之一。

最早在1968年，英国的Mosher．R 试制了一台名为“Rig”的操纵型双足步行机器人[1]，揭开了双足机器人研究的序幕。

该机器人只有踝和髋两个关节，操纵者靠力反馈感觉来保持机器人平衡。

1968~1969年间，南斯拉夫的M.Vukobratovic提出了一种重要的研究双足机器人的理论方法，并研制出全世界第一台真正的双足机器人。

双足机器人的研制成功，促进了康复机器人的研制。

随后，牛津大学的Witt等人也制造了一个双足步行机器人，当时他们的主要目的是为瘫痪者和下肢残疾者设计使用的辅助行走装置。

这款机器人在平地上走得很好，步速达0.23米/秒。

日本加藤一郎教授于1986年研制出WL－12型双足机器人。

该机器人通过躯体运动来补偿下肢的任意运动,在躯体的平衡作用下，实现了步行周期1.3秒，步幅30厘米的平地动态步行。

法国Poitiers大学力学实验室和国立信息与自动化研究所INRIA机构共同开发了一种具有15个自由度的双足步行机器人BIP2000，其目的是建立一整套具有适应未知条件行走的双足机器人系统。

它们采用分层递解控制结构，使双足机器人实现站立、行走、爬坡和上下楼梯等。

此外，英国、苏联、南斯拉夫、加拿大、意大利、德国、韩国等国家，许多学者在行走机器人方面也做出了许多工作。

国内双足机器人的研制工作起步较晚。

双足舞蹈机器人在科技飞速发展的今天，机器人的身影已经出现在我们生活的各个角落。

从工业生产线上的机械臂，到家庭服务中的智能助手，机器人的应用越来越广泛。

而在众多机器人类型中，双足舞蹈机器人以其独特的魅力和挑战性吸引了众多科研人员和技术爱好者的目光。

双足舞蹈机器人，顾名思义，是一种能够像人类一样用双足进行舞蹈动作的机器人。

它不仅仅是机械与电子的结合，更是融合了计算机科学、控制理论、人工智能等多个领域的知识和技术。

要实现双足舞蹈，机器人首先需要具备稳定的站立和行走能力。

这就要求其身体结构和关节设计要极其精巧。

它的腿部结构通常由多个关节组成，每个关节都需要能够精确地控制角度和力度，以实现平稳的步伐和姿态调整。

同时，为了保持平衡，机器人还需要配备各种传感器，如陀螺仪、加速度计等，实时感知自身的姿态和运动状态，并将这些信息反馈给控制系统，从而及时做出调整。

在控制方面，双足舞蹈机器人的难度也不容小觑。

与传统的轮式或履带式机器人不同，双足行走的动态平衡控制是一个非常复杂的问题。

为了让机器人能够像人类舞者一样优雅地舞动，控制系统需要精确计算每个关节的运动轨迹和力量输出，并且要能够快速响应外界环境的变化。

这需要强大的计算能力和高效的算法支持。

除了硬件和控制技术，双足舞蹈机器人的舞蹈动作设计也是关键之一。

这不仅需要对舞蹈艺术有深入的理解，还需要将舞蹈动作转化为机器人能够执行的指令。

设计师们需要考虑机器人的身体限制和运动能力，同时还要融入舞蹈的韵律、节奏和情感表达。

通过精心编排动作序列，让机器人展现出优美的舞姿和独特的艺术魅力。

双足舞蹈机器人的发展并非一蹴而就，它经历了漫长的研究和试验过程。

早期的尝试往往只能实现简单的行走动作，而且动作生硬、不连贯。

但随着技术的不断进步，如今的双足舞蹈机器人已经能够完成各种复杂的舞蹈动作，甚至可以与人类舞者进行互动表演。

双足舞蹈机器人的出现，不仅仅是科技的成果展示，更具有多方面的重要意义。

两足步行机器人设计说明书姓名：学号：班级：指导老师：2012年6月目录第1章问题的提出 (1)1.1设计背景 (1)1.2课题的研究意义与应用前景 (1)1.3主要设计思想 (2)第2章设计要求与设计数据 (2)2.1高度的设置 (2)2.2自由度的设置 (4)2.3各关节活动范围的确定 (6)2.3.1髋关节的运动 (6)2.3.2膝关节的运动 (6)2.3.3踝关节的运动 (6)2.4关节驱动方式的选择 (7)第3章机构选型设计 (7)3.1两足步行机器人机构设计 (7)3.1.1腿部机构设计简图： (7)3.1.2手臂机构设计 (13)3.2设计方案的评价与选择 (13)3.2.1 腿部方案的评价与选择 (13)3.2.2手臂方案的评价与选择 (15)第4章机构尺度综合 (15)4.1凸轮的尺寸设计 (15)4.1.1臀部凸轮设计 (15)4.1.2膝关节凸轮设计 (20)4.2平面连杆机构的尺寸设计 (24)4.2.1手臂平面连杆机构运动规律分析 (24)4.2.2手臂平面连杆机构尺寸设计与计算 (25)第5章机构运动及动力分析 (27)5.1动态静力分析............................................................................................................. 错误！未定义书签。

5.2运动仿真分析集成 (28)5.2.1脚尖分析 (29)5.2.2手臂分析 (34)第6章结论 (36)6.1两足步行机器人机构特点 (36)6.2设计的主要特点 (37)6.3设计结果 (37)第7章收获与体会 (38)第8章致谢 (39)参考文献 (39)附录1 (40)附录二 (61)附录三 (63)第1章问题的提出1.1设计背景类人机器人一直是机器人领域的研究热点，是目前科技发展最活跃的领域之一。