下载文档原格式
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。
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。
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。
目录插表清单 (III)插图清单 .................................................................................................................................................................... I V 第一章绪论 . (1)1.1机器人的发展历史 (1)1.2机器人的定义和基本组成 (2)1.2.1机器人的定义 (2)1.2.2机器人的基本组成： (2)1.3移动机器人概述 (3)1.4移动机器人分类 (3)1.5多足机器人的发展现状 (5)1.6本设计的主要工作 (7)1.7本章小结 (7)第二章六足仿生机器人的结构分析及设计 (8)2.1“六足纲”昆虫的运动原理 (8)2.1.1步态的参数描述 (8)2.1.2三角步态运动原理 (9)2.2六足仿生机器人机械结构分析 (9)2.3本章小结 (10)第三章六足仿生机器人的步态分析和设计 (11)3.1六足步行机器人坐标定义 (11)3.2六足机器人的稳定性分析 (13)3.3.1 稳定性分析 (13)3.3.2稳定裕量计算 (13)3.4六足仿生机器人的直线运动步态设计 (15)3.4.1步态规划 (15)3.4.2步态动作分析 (15)3.5“三角步态”定点转弯步态设计 (18)3.6本章小结 (20)第四章六足仿生机器人的控制系统设计 (21)4.1功能分解 (21)4.2控制系统的硬件设计 (22)4.2.1微处理器AT89S52简介 (22)4.2.2 舵机模块设计 (23)4.2.3 避障模块设计 (24)4.3控制系统软件设计 (26)4.3.1单个舵机控制方法 (27)4.3.2多舵机控制 (31)4.3.3六足仿生机器人全方位步态程序设计 (36)4.4软件的抗干扰及可靠性设计 (39)4.5本章小结 (40)第五章软硬件联调 (41)5.1K EIL C51开发系统基本知识 (41)5.2P ROTEUS 仿真软件基本知识 (41)5.2.1 Proteus介绍 (41)5.2.2 Proteus的仿真 (42)5.2.3 Proteus PCB (42)5.3调试结果 (42)5.2相关数值测试 (43)5.3本章小结 (44)第六章结束语 (45)6.1论文总结 (45)6.2论文写作的感想 (45)6.3本章小结 (45)参考文献 (46)致谢辞 (47)表 1-1机器人Fred Delcomyn的参数 (6)表 2-1 本设计机器人相关参数 (9)表 4-1 I/O引脚分配表 (23)表4-2 时基脉冲与舵机角度对应表 (24)表 4-2 探测障碍物的传感器与单片机引脚对应关系表 (25)表 4-3舵机与六足机器人足对应关系表 (36)表 4-4 舵机与单片机端口的对应关系表 (36)表 5-1 关系数值表 (44)图 1-1Fred Delcomyn六足仿生机器人 (6)图 1-2Gengh机器人 (6)图 1-3 DRROB系列高级机器人 (7)图 2-1 本设计的六足仿生机器人 (10)图 2-2机器人腿部实物 (10)图 3-1腿部组图简图 (11)图 3-2 机器人腿部坐标示意图 (12)图 3-3 腿部简图 (12)图 3-4步行机器人任一时刻姿态图 (13)图 3-5三角步态稳定图 (14)图 3-6 六足步态示意图 (15)图 3-7（A、B、C、D）定点转弯步态示意图 (16)图 4-1 基本功能框图 (21)图 4-2 PDIP封装图 (23)图 4-3微动开关示意图 (25)图 4-4 微动开关安装位置图 (25)图 4-5 硬件设计仿真图 (26)图 4-6 系统软件的总体流程 (27)图 4-7 舵盘的位置线性变化图 (28)图 4-8 舵机的控制脉冲图 (28)图 4-9 控制脉冲程序流程图 (29)图 4-10 8路信号舵机控制脉冲图 (31)图 4-11 12个舵机控制流程图 (33)图 4-12 舵机位置示意图 (36)图 4-13 直行程序流程图 (37)图 4-14 转弯程序流程图 (38)图 4-15 避障程序流程图 (39)图 5-1 硬件仿真结果图 (44)第一章绪论机器人的应用越来越广泛，几乎渗透到人们生活的各个领域。
毕业设计 [ 论文 ]题目：六脚爬虫机器人运动步态规划和控制系统搭建2011 年6 月9日毕业设计开题报告六脚爬虫机器人运动步态规划和控制系统搭建1课题来源本课题是受深圳德普施公司委托，为其研发第二代六脚爬虫机器人。
2课题研究的目的和意义随着世界科技的发展和人们生活水平的提高，机器人无疑将成为未来世界的宠儿。
机器人可以代替人类完成重复性和枯燥的任务，可以为人类服务，也可以到人类不能去的危险区域探索作业。
鉴于此，我们有必要加大对机器人领域的研究，去开发多功能的，环境适应性强的新一代机器人。
目前，在地面上能独立行进完成相应功能的机器人主要有两类，一种是由轮子驱动的轮行机器人，另一种是基于仿生学的步行机器人。
尽管轮行机器人在平坦地面上行进稳定，速度快，效率高；但其最大的不足就在于对未知的复杂地形，其适应能力很差。
而步行机器人可以在复杂的自然地形中较为容易的完成前进和探测。
所以针对军事侦察，危险区域作业，星球探测，矿山开采，教育娱乐等地面环境不确定性大的领域，步行机器人有更广阔的应用前景和更高的实用价值。
而在步行机器人中，多足机器人是最容易实现稳定行走的。
由于六足机器人相对类人和四足机器人具有控制系统简单、肢体冗余和行走平稳等优点，本课题我们选择制作一个模仿昆虫肢体结构和运动控制策略的六足机器人。
为了适应复杂多变的自然环境，在昆虫身上进化出成百上千的感应器来感测环境信息。
本课题也试图在机器人身上安装各种传感器来感测外部环境，让机器人可以在未知的，复杂的环境中行走，完成一定的任务。
当然，试图实现昆虫所有感测功能是不现实的，我们只是模拟其一部分功能。
同时，为了增强机器人的实用性，我们提供了另外两种控制方法，即触摸屏控制和无线控制。
本课题作为机器人设计的一部分，其目的是对六足仿生机器人的控制方法和步态策略进行研究，针对一个六足仿生机器人的本体设计新型的控制系统硬件，并尝试用触摸屏去显示机器人的状态和控制机器人的步态。
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。
常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告设计（论文）题目：基于单片机的六足机器人控制毕业设计（论文）任务书一、课题名称：基于单片机的六足机器人控制软件设计二、主要技术指标：前进速度：25cm/s感应障碍物距离：1米反应时间≤0.1s走直线偏差≤±5º舵机控制精度0.75º三、工作内容和要求：1：研究AT89S51单片机的结构，引脚功能，工作原理。
2：研究六足机器人的控制移动，传感器的作用距离，舵机的精度。
3：根据AT89S51的性质和六足机器人的参数，利用KEIL软件编写，调试程序。
4：下载程序到机器人，并根据实际情况对软件进行完善。
5：总结经验，完成设计报告四主要参考文献：1温宗周《单片机原理及接口技术》北京航空航天大学2009.82 彭为、黄科《单片机典型系统设计精讲》电子工业出版社2006.53刘春《自动控制计数》中国劳动社会保障出版社20044李众《单片机技术与项目训练》常州信息职业技术学院2009.7学生（签名）年月日指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日系主任（签名）年月日毕业设计（论文）开题报告基于单片机的六足机器人控制软件设计Control software of the six foot robot based on SCM目录摘要Abstract一前言 (1)二单片机的选择 (2)2.1单片机的介绍 (2)2.2 单片机的应用 (3)2.3 单片机发展趋势 (5)2.4 AT89S5151单片机特点 (6)2.5 AT89S51单片机引脚功能 (7)三六足机器人简介 (8)3.1 六足机器人原理 (18)3.2控制面板简介 (9)3.3 舵机简介 (11)3.4 传感系统 (12)四六足机器人的控制 (13)4.1 六足机器人控制程序编写 (13)4.2 六足机器人控制程序下载 (23)五结束语 (24)答谢辞参考文献摘要轮式移动机器人是机器人研究领域的一项重要内容．它集机械、电子、检测技术与智能控制于一体。
Smart HexapodThe next generationdesign with “smartservo” technology CM-700 CONTROLLERThe CM-700 is a new modular controller which is perfect for scratch builders and more advanced hobbyists whoT here are two types of robots that really peak my interest;humanoids and hexapods. They have the ability for life-like movements with incredible precision and accuracy.FEATURESI’ve had the pleasure of working on a robot from CrustcrawlerI am using the Robotis CM-700 controller to drive my AX12-18 Smart Hexapod.The controller is very robust and works well for standalone applications.leg to one of the connectors on this bus extender. I used one extender for the back four legs and one for the front two legs. Then I ran a sin-gle wire to connect the two extenders together. At this point, all that is needed was to connect the output of your controller to any empty jack on either bus extender.Once all the wires are connected, I used the included zip ties to neaten up the wiring fastening them to the legs so they will remain out of harm’s way during operation. With the wiring complete, the last step is to install the bottom deck.PROGRAMMING OPTIONSOnce the AX12+ Smart Hexapod is assembled, you will need to choose a programming method and controller to bring it to life.really need to consider the AX12-18 as there is very little on the mar-ket that can compete with the value and performance of this unit. Since they designed such a large upper and lower deck, you have the ability to mount just about anything you might need for an educa-tional research application, or for a simulated industrial, military, or other hobby application. Visit /011251 for more information and to watch the video.LinksCrustCrawler,, (480) 577-5557Robotis,For more information, please see our source guide on page 89.60Each leg has a rubber-tipped foot that supportsthe robot. The rubber isa great material becauseit dampens the impactwith the surface and pro-vides a solid grip.Here is a view with the bottom deckremoved. You can see the wiring routedto the bus extenders. There is a lot ofroom on top and in between thetwo decks to hold a powersource, controller andother peripherals./201261。
