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虎纹捕鸟蛛水平面运动行为的研究动物对环境有着高度适应性，并且不同种类的动物形成了与其生存环境相适应的运动方式，其运动的平稳性、灵活性、健壮性、环境适应性及能源利用率等方面远远优于现有的机器人. 通过研究动物的运动行为，将动物高超的运动能力融入到机器人的设计中，研制出相应的仿生机器人，是长期以来人们所追求的目标. 蜘蛛高超的稳定越障能力历来引人注目，但蜘蛛运动中的冗余支撑与稳定性的关系，以及多个步足间如何相互协调运动等问题尚不清楚，有待解决。
最近，南京航空航天大学仿生结构与防护研究所戴振东和王周义研究了虎纹捕鸟蛛(Ornithoctonus huwena)在水平面运动的行为，该文发表在《科学通报》2011年第20期上。
虎纹捕鸟蛛运动行为的研究对仿蜘蛛机器人的研制有着极其重要的意义。
首先通过对蜘蛛运动中过程中各个关键运动的研究，发现蜘蛛质心的运动可以近似看作是绕中前腿和中后腿末端连线的转动，及沿后腿驱动力方向的平动，其质心的运动体现了蜘蛛运动的波动性和周期性. 通过对蜘蛛运动行为的观察与分析，将其结果应用于匍匐式腿结构仿蜘蛛八足机器人的设计中，使得机器人各关节的变化相互协调，努力的减小运动中不必要的振动，从而提高整个运动系统的稳定性.并将蜘蛛运动中的能量回收利用机理应用到仿蜘蛛机器人的设计中，以降低整个系统的耗能，提高整个系统的利用率.其次，通过对蜘蛛运动稳定欲量的计算发现，虎纹捕鸟蛛冗余的腿结构对其运动过程的稳定性有所提高，运动中各腿的交替时间是必然存在的，冗余的结构也势必会对其交替时间有所影响，从而间接的对其运动速度产生一定的影响. 因而在机器人以及其他机械器件的驱动设计中，要根据实际要求取舍运动稳定性和速度，从而优化机械运动. 例如在星际探险中，机器人的可靠运动比起快速运动更加重要。
该研究分析了运动中蜘蛛各腿的功能，从而明确了仿蜘蛛机器人设计中的步态规划以及腿结构设计；同时也为进一步研究虎纹捕鸟蛛运动代偿机制，提供了基本依据，对保证机械运动的稳定、机器人的设计和步态规划均有积极意义.该研究得到了国家自然科学基金、国家高技术发展计划和南京航空航天大学博士创优基金的资助。
六足仿蜘蛛机器人的结构设计与仿真分析白颖;蒋庆斌;莫莉萍;孙超;王松【摘要】针对六足机器人运动规划问题,设计了一种六足仿蜘蛛机器人.首先,利用SolidWorks设计了六足仿蜘蛛机器人的机械结构;然后,通过建立六足仿蜘蛛机器人的D-H坐标系,构建了仿蜘蛛机器人行走机构的运动学模型,对机器人的单腿正、逆运动学进行了分析,推导了正逆运动学方程;最后,对几种典型步态进行了分析,运用多项式差值拟合的方法对仿蜘蛛机器人的摆动相及支撑相作了足端轨迹的规划;在此基础上,将SolidWorks模型导入到ADAMS/View中,利用ADAMS对几种典型步态进行了仿真,验证了对其步态规划的正确性.研究结果表明:该六足仿蜘蛛机器人的设计方案是有效的.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2019(036)007【总页数】5页(P732-735,743)【关键词】六足仿蜘蛛机器人;结构设计;运动学分析;步态规划【作者】白颖;蒋庆斌;莫莉萍;孙超;王松【作者单位】常州机电职业技术学院电气工程学院,江苏常州213164;常州机电职业技术学院电气工程学院,江苏常州213164;常州机电职业技术学院电气工程学院,江苏常州213164;河海大学机电工程学院,江苏常州213002;河海大学机电工程学院,江苏常州213002【正文语种】中文【中图分类】TH112;TP2420 引言仿生机器人是以自然界的生物为原型，其类型主要有：仿人、仿生物和生物机器人3大类[1]。
仿蜘蛛机器人是基于对蜘蛛生理结构特性、运动原理和行为方式，设计出来的对环境具有一定适应性并且可以凭借传感器反馈的机器人[2]。
仿蜘蛛机器人有着高灵活度、柔性和易复制的优点，在路况较差条件下也能保证稳定地行走，还有一定的避障能力。
仿蜘蛛机器人凭借其优势，因而被广泛应用于工业、航天、军事、抢险救灾等多项领域[3]。
对仿蜘蛛机器人的机械结构的设计以及对其运动学、动力学的分析具有工程应用价值。
乐模网：robugtix T8仿真机器蜘蛛第一眼看到这个黑乎乎的怪家伙，估计好多女模友都会尖叫起来，甚至很多胆大的难模友也感到背脊一阵凉意。
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这意味着控制者只需发出简单的指令（比如命令蜘蛛快速向前爬行），处理单元就会自动处理各种细节，包括反向运动,腿轨迹规划，腿步态协调，动力控制等等。
这使得操控这款机器人十分简单，甚至没有遥控基础的新手也能随性控制。
该机器人通过无线XBee系统发送和接收指令。
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六足仿蜘蛛机器人的结构设计与仿真分析一、概述随着科技的飞速进步，机器人技术已经逐渐渗透到各个领域，特别是在仿生机器人领域，其研究与应用更是取得了显著的成果。
六足仿蜘蛛机器人作为仿生机器人的一种，其结构设计与仿真分析是当前研究的热点之一。
六足仿蜘蛛机器人是一种模拟蜘蛛行走方式的机器人，具有适应性强、稳定性高、运动灵活等优点。
通过模拟蜘蛛的六足行走机制，该机器人能够在复杂环境中实现高效、稳定的运动，具有重要的应用价值。
在结构设计方面，六足仿蜘蛛机器人需要考虑多个因素，包括机械结构、驱动方式、运动学分析等。
机械结构是机器人的基础，需要合理设计各部件的尺寸、形状和连接方式，以实现机器人的稳定行走和灵活运动。
驱动方式的选择直接影响到机器人的运动性能和效率，常见的驱动方式包括电机驱动、液压驱动等。
运动学分析则是研究机器人运动规律的重要手段，通过对机器人运动学模型的建立和分析，可以预测和优化机器人的运动性能。
在仿真分析方面，通过建立六足仿蜘蛛机器人的虚拟样机，可以在计算机环境中进行各种实验和测试，以验证机器人设计的合理性和有效性。
仿真分析可以帮助研究人员快速发现设计中存在的问题，并进行相应的优化和改进。
仿真分析还可以为机器人的实际制造和测试提供重要的参考依据。
本文旨在探讨六足仿蜘蛛机器人的结构设计与仿真分析方法，为该类机器人的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
1. 机器人技术的发展趋势随着科技的飞速进步，机器人技术正迎来前所未有的发展机遇。
从简单的自动化操作到复杂的智能决策，机器人技术正逐步渗透到我们生活的方方面面。
在当前的科技浪潮中，机器人技术的发展趋势呈现出以下几个显著特点。
人工智能技术的深度融合是机器人技术发展的重要方向。
随着深度学习、神经网络等技术的不断发展，机器人逐渐具备了更强的感知、理解和决策能力。
这使得机器人能够更好地适应复杂多变的环境，实现更高级别的自主操作。
机器人技术的集成化趋势日益明显。
传统的机器人往往只具备单一的功能，而现代机器人则更倾向于将多种功能集成于一体，实现一机多用。
仿生机器人设计及其在自然灾害救援等领域中的应用随着科技的快速发展和人类对自然界了解的不断深入，仿生技术的应用越来越多，仿生机器人成为了其中一种备受瞩目的应用。
仿生机器人一般是以现有生物为样本，对实际环境进行模拟，提高机器人的智能和适应性，应用范围广泛，其中在自然灾害救援领域中的应用更是备受关注。
一、仿生机器人设计仿生机器人的设计离不开研究生物的基本原理和结构，下面以仿生机器人较为普遍的几种形式进行讲解。
1. 蜘蛛机器人：蜘蛛机器人主要利用了蜘蛛的步态、足部结构等特点，其活动准确、稳定，可以在复杂的地形中自如爬行。
研究人员通过对蜘蛛进行逐步分析和精确模拟后，设计出类似于蜘蛛的机器人。
该机器人采用了类似于蜘蛛的八条腿，可以进行八向移动，并且具备了对它自身状态的反馈控制，其在复杂地形上的运动能力得到了大幅提升。
2. 鱼形机器人：鱼形机器人在仿生机器人中的应用也得到了很好的发展。
设计者们通过对鱼类的运动学原理和生物学结构进行研究和模拟，成功开发出了具有类似鱼儿游动模式的机器人。
鱼形机器人可以更好的应用于水下环境中，实际上已经在海底资源的勘探和潜水勘探中得到重用和应用。
二、仿生机器人在自然灾害救援中的应用自然灾害中的救援工作需要在复杂的环境下进行，需要快速、高效的响应和救援，因此发展仿生机器人应用于该领域非常重要。
1. 地震灾害中的应用：地震过后，往往会出现一些桥梁、道路的断裂，机械车辆等难以通过的环境。
这时候如果没有人员进行紧急救援，会给灾区地区带来更多的损失。
仿生机器人在此时就可以发挥出十分重要的作用，可以采取蜘蛛型和多节奇虾型的机器人进行救援。
这类机器人可以在复杂的地形和建筑物下顺畅移动，能够探测到建筑物的裂缝和损坏情况，支持快速救援和自救。
2. 洪灾灾害中的应用：在洪灾爆发时，水位飞涨，场地复杂，常规的救援技术无法快速响应。
此时蛤蟆型的仿生机器人就能够发挥其巨大作用，在水中快速进行应急救援和救援死亡风险较高的灾民。
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,2005,06:517520.[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,2004,03:283288.[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,2002,04:392396.[4]马光. 仿生机器人的研究进展[J]. 机器人,2001,05:463466.[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,2001,05:476480.[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,2002,05:427431.[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.19205:226227+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,2007,04:158161.[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),2007,06:5862.[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.20112:4445+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,2008,07:10631066.[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.3205:688694.[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.34132:152154.[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.4801:1924.三、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。
仿生蜘蛛探测机器人的系统设计彭倩;李红岩【摘要】设计了一种类蜘蛛的六足仿生探测机器人,其步态模仿蜘蛛的行走特点,采用三腿为一组的三角步态运动模式来配合18路舵机联动实现仿生蜘蛛探测机器人的运动,以达到更加合理的稳定效果.在机器人前端设计温度、瓦斯等探测周边环境信息的传感器,全面探测井下环境信息,并通过NR F24 L01无线通信模块对数据进行传输,利用LabVIEW虚拟仪器软件作为开发平台构建数据监测界面.测试结果表明,该机器人可自主实现高效率的前进、后退、左转及右转,自主避障等动作,同时具有对环境数据进行采集、无线传输、显示、存储、报警等功能,能有效准确地反映多数据变化,具有一定的实用推广价值.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2016(035)012【总页数】4页(P84-87)【关键词】探测机器人;三角步态;传感器;LabVIEW;无线通信【作者】彭倩;李红岩【作者单位】西安科技大学电气与控制工程学院,陕西西安710054;西安科技大学电气与控制工程学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TP242多足机器人的运动是非常复杂的，六足机器人具有爬坡能力和在非结构化地形上行走的容错能力。
它特别适合于执行在复杂环境中的任务，如对外层空间勘探或运输，在野外检测和必要的高可靠性的极端的环境下运行。
因此，一个能够行走在非结构化地形的足式机器人，它的优越性使其成为机器人学研究的一个吸引人注意的热点。
本文针对仿生蜘蛛探测机器人进行研究，使它基于生物界中蜘蛛的生理结构，运用其生物行为，能平衡行走、判断方向、感受与采集外界信息，使其对矿井事故救援，地震灾害救援、森林火灾巡检与防控等灾害救援领域的关键技术研究具有重要的理论与现实意义[1-2]。
系统设计一个基于ARM7控制的仿生蜘蛛探测机器人，分为上位机和下位机两个部分。
下位机控制模块由LPC2131作为控制核心；执行机构模块具有行走和越障功能，既可以通过远程操控机器人进行基本的行走，也可以切换到自动行进的模式中利用红外传感器探测周围的环境信息，进而对前方的障碍物及时做出反应；传感器模块负责采集障碍信息和环境信息，对当前环境温度和瓦斯数据进行采集，并通过人机接口模块将数据无线传输给上位机界面，利用LabVIEW软件的图形化编程语言，设计上位机并实现数据的动态显示及分析，报警处理等功能；电源模块由聚合物锂电池和降压模块组成。
Ｈ ４３卷第４期 ＶｏＩ．４３ Ｎｏ．４ 时代农机 ＴＩＭＥＳ ＡＧＲ｝ＣＵＬＴｕＲＡＬ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ ２０１６年４月
Ａｐｔ．２０１ ６
八足蜘蛛机器人的设计与实现
蒋欣哲
（河南应用技术职业学院，河南郑州４５００４２）
摘要：在自然界中，蜘蛛因其独特的爬行机理可以在垂直的墙壁甚至倒立在天花板上行走。文章阐述了一个运
用仿生学原理设计的八足蜘蛛机器人，最终的蜘蛛机器人可模仿现实当中蜘蛛的爬行方式在平地进行爬行运动，实
现前进、后退、转弯等动作，为进一步研究多足步行机器人提供了参考。
关键词：蜘蛛；爬行机理；仿生学；机器人
中图分类号：ＴＰ２４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５—９８０Ｘ（２０１６）０４—００５３—０ｌ
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｉｇｈｔ－ｆｅｅｔ ｓｐｉｄｅｒ ｒｏｂｏｔ
ＪｌＡＮＧ Ｘ －—ｚｈｅ
（Ｈｅｎａｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｎａｎ ４５００４２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｎａｔｕｒｅ，ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｕｎｉｑｕｅ ｃｒａｗｌｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅ ｓｐｉｄｅｒ ｅａｒｌ ｅｖｅｎ ｃｒａｗｌ ｏｎ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗａｌｌｓ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ
ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｅｉｇｈｔ ｌｅｇｇｅｄ ｓｐｉｄｅｒ ｒｏｂｏｔ ｗｈｉｃｈ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｂｉｏｎｉｃｓ，ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｓｐｉｄｅｒ ｒｏｂｏｔ ｃａｎ ｉｍｉｔａｔｅ ｃｒａｗｌｉｎｇ ｏｆ ｒｅａｌ
ｓｐｉｄｅｒ，ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｏｒｗａｒｄ，ｂａｃｋｗａｒｄ，ｔｕｒｎｉｎｇ，ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｏｖｅｍｅｎｔｓ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ
ｍｕｌｔｉ－ｌｅｇｇｅｄ ｗａｌｋｉｎｇ ｒｏｂｏｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄ：ｓｐｉｄｅｒ；ｃｒａｗｌｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｂｉｏｎｉｃｓ；ｒｏｂｏｔ
人类研究发现在崎岖不平的路面上，与轮式、履带式 移动机器人相比，多足步行机器人具有独特的优越性。多 足步行机器人的运动轨迹是一系列离散的足印，其运动 时，只需要离散的点接触地面，对环境的破坏程度也较小， 可在能到达的地面上选择最优的支撑点，对崎岖地形的适 应性强。当然，多足步行机器人也存在一些不足之处。比 如，多足步行机器人为使腿部能协调稳定的运动，其从机 械结构设计到控制系统算法都比较复杂。 １机构设计 １．１整体结构确定 八足蜘蛛机器人模仿蜘蛛爬行机理，在整体结构设计 时采取８足结构，腿部结构设计采取类似蜘蛛腿部生理结 构的运动机构，主要模拟的是第二至第六对附肢共８只步 足，每只步足由基节、腿节、胫节、足节构成，实现了蜘蛛结 构的仿生，仿生蜘蛛机器人的名称也由此得来。考虑到机 器人的整体的平稳性，机体部分设计没有采用实际蜘蛛类 似椭圆的身体结构，而采取了矩形结构。 １．２电机的选择 电机的种类有多，有普通直流电机，减速电机、步进电 机、舵机和伺服电机。普通电机有转速过快，扭力过小的特 点，一般不直接用在智能小车和机器人上；步进电机的转 速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不 受负载变化的影响，不适合多变得路况；伺服电机能够很 收稿日期：２０１６ ０３—２６ 作者简介：蒋欣哲（１９８９一），男，河南郑州人，大学本科，助理实验师 主要研究方向：机电一体化应用技术。 精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，最高精度
可以达０．Ｏ０１ｍｍ。通过比较各种电机的性能和用途，最终
决定选用伺服电机作为蜘蛛机器人的驱动电机。
１．３具体结构的设计
（１）机体。机体整体采用矩形对称结构，为了使足部的
运动有足够的工作空间，边缘采用局部镂空设计，为了使
整体更加美观并且减轻整体重量，在机体上对称位置打
孔并在中间区域切除多余材料，使其重量中心尽量集中
在图形的几何中心上，采用ｕ形连接件与螺栓实现机体
与足部的连接。
（２）基节。基节由基节底板、电机支撑套、磁钢固定块、
轴承、轴承支架、轴承、传动轴、基节连接见、基节传动件、
隔离环、螺栓、螺母、螺钉、平键、基节连接键等２１个零件
组成，尺寸关系是根据各个零件的配合确定的，其中隔离
环、螺栓、螺母、螺钉、平键均为标准件。它一端固定在车体
上，一端通过齿轮和腿节产生啮合。电机转动时，由于转子
输出轴与传动轴连接，传动轴不动及电机转子不动，这时
在电机产生的力矩作用下电机定子带动基节外壳通过轴
承外圈产生相对于传动轴的转动，及实现了整个基节外
壳旋转运动。基节底板与腿节传动轴固定连接，基节的旋
转运动转化成了腿节的左右摆动（电机正转向前摆动，电
机反转向后摆动），从而完成蜘蛛机器人向前伸腿和向后
蹬腿的动作。
（３）腿节。腿节由从动齿轮、主动齿轮、腿节底板，轴
承、齿轮座等共有１８个零件组成，其中尺寸关系是根据各
个零件的配合关系确定。腿节电机转动时，带动主动齿轮
转动，在基节电机不动的情况下及从动齿（下转第５５页）
５３
王博： 动特性研
№
图３阻力系数随马赫数变化
图４升阻比随马赫数变化
ＧＩＳＢ—Ｓ模型栅格翼升力系数曲线由０．５Ｍａ～２Ｍａ呈下
降趋势，当来流马赫数为２时，栅格翼受到激波影响，栅格
孔内激波相互交叉干扰，阻碍气流流通，产生气流壅塞，升
阻比达到最小值０．３２０１；相比ＧＩ模型除了在２Ｍａ时其余
飞行速度升阻比均有明显提升。说明ＧＩＳＢ—Ｓ模型通过将
ＧＩ模型前缘后掠的基础上将栅格翼前后缘进行削尖处理
对栅格翼的减阻和提升气动性能具有明显作用。但与
ＧＩ—Ｓ模型相比，在约大于１．５Ｍａ时，ＧＩ—ｓ模型表现出更
好的气动特性。
１ 、
４结论
通过ＣＡＴＩＡ三维制图软件完成了不同结构模式的栅
格翼模型的设计。通过ＣＦＤ软件仿真模拟，进行了在来马
赫数为０．５Ｍａ、１Ｍａ、２Ｍａ、３Ｍａ、４Ｍａ，后倾３０。角时的气动
特性的仿真计算。经过模拟分析发现：
（１）栅格翼削尖及后掠均在不同程度上提升栅格翼的
气动特性。
（２）在阻力系数方面ＧＩＳＢ—Ｓ反而增加了其阻力，但
ＧＩ—ｓ相比于ＧＩ模型有不错的减阻效果。
（３）在升阻比上，ＧＩ—ｓ模型比其他两种模型表现出更
好的气动特性。口
参考文献
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验力学，２０１３，２８（２）：２５５—２６０．
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学，２０１１，２５（３）：１０—１５．
［３］于勇．ＦＬＵＥＮＴ入门与进阶教程［Ｍ］．北京：北京理工大学出版社，
２００８．
（上接第５３页）轮不动的情况下，主动齿轮（通过轴承的旋
转）会绕着从动齿轮转动，实现整个腿节的上下摆动，进而 实现了腿节的抬起和放下。 （４）胫节。胫节由胫节底板、电机固定端、主动齿轮、从 动齿轮、主动轴、从动轴、齿轮座以及不同的连接器组成， 其胫节和腿节的连接相同，其传动方式基本与腿节相同， 也是通过齿轮啮合实现其传动。具体来讲，电机转动时， 带动主动齿轮转动，在腿节电机不动的情况下及从动齿 轮不动的情况下，主动齿轮（通过轴承的旋转）会绕着从动 齿轮转动，实现整个胫节的上下摆动，进而实现了胫节的 抬起和放下。 （５）足节。足节由足节底板、足节支架、弹簧、缓冲环、 吸盘共同组成，弹簧和缓冲坏构成挠性连接体。挠性连接 是相对刚性连接而言的，“刚性连接”中，相对的连接件之 间不得有位移，在大多数的紧固中都是这样的连接。 “挠 性连接”中，相对的连接件既有约束或传递动力的关系，又 可以有一定程度的相对位移，也具有缓冲减震性能，抗冲 击。 ２运动机理分析 蜘蛛机器人有八条腿，一个蜘蛛腿整体由三个电机控 制，机器人整体由３ Ｘ ８＝２４个电机协同控制。八条腿在电 机控制下，按照双四组步态协作运动，即可实现机器人的 整体前进、后退、左转、右转运动，由于在行走时总有４条 腿撑着地面，这样的话，它可以在不同的路面特别是崎岖
不平的路面保持自己良好地平衡，充分体现了蜘蛛爬行
的优势。
３控制设计
控制系统选用ＡＴｍｅｇａｌ６单片机作为主控制芯片，电
源模块为单片机提供５Ｖ直流电源，把控制程序下载到
ＡＴｍｅｇａ１６控制芯片中，接通电源，控制芯片为继电器提供
方波信号，驱动电机转动，进而实现蜘蛛机器人的前进、后
退、左转、右转等动作。
４结语
文章从机械机构设计、运动机理、控制设计等三个方
面完整阐述了八足蜘蛛机器人的设计与实现过程。最终
设计实现的八足蜘蛛机器人可模仿现实当中蜘蛛的爬行
方式，在平地进行爬行运动，实现前进、后退、转弯等动作，
为进一步研究多足仿生机器人提供了参考。０
参考文献
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５５
