提高机器人行走速度的研究毕业论文

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1、提高机器人行走速度的研究毕业论文目录摘要ⅠABSTRACTⅡ1绪论11.1前言11.2双足步行机器人的意义21.2.1运动方式的优越性21.2.2双足机器人的优越性21.2.3双足步行机器人的优越性31.2.4生物科学、仿生工程学的研究需要31.2.5双足机器人的应用场所31.2.6机器人技术研究热点41.2.7国外机器人研究状况41.2.8国内双足机器人研究状况61.3双足步行机器人研究的发展趋势71.4双足步行机器人理论研究状况71.5本课题研究的意义92能力暴风机器人开发环境简介102.1简介102.1.1AS-VROBOT2.0主要功能112.1.2AS-VR

2、OBOT2.0先进性112.1.3AS-VROBOT2.0应用113设计思路及比赛环境的建立123.1设计思路123.2比赛环境的建立123.2.1平面布局123.2.2参数设定133.3机器人模型建立144机器人控制编程与比赛建立184.1机器人控制方案184.2流程图编辑184.3代码编辑214.4比赛的建立214.4.1队伍建立224.4.2比赛规则建立234.4.3比赛的建立234.4.4机器人起始位置设定244.4.5小结245比赛仿真和实验结果26415.1比赛仿真265.2实验结果的要求275.3对相关机器人的程序修改与调试275.3.1对目标机器人直线

3、运动时的程序调试285.3.2机器人在转弯时的程序调试306结论34参考文献35附录A：机器人完整程序37致谢39411绪论1.1前言随着现在科学技术的不断进步，机器人科学越来越具有强大的生命力，它在某种程度上己经代表当今信息技术、自动化技术、系统集成等技术的最新发展趋势。自从本世纪50年代美国人发明第一台工业机器人以来，机器人的发展已近半个世纪了。纵观半个世纪以来机器人发展的历史，机器人技术在需求的牵引下已得到了巨大的发展。当下，国际上工业机器人已是成熟的产业。虽然机器人的技术现在已经日趋成熟，但是有关机器人的定义却众说纷纭，美国机器人工业协会给出的定义是：“机器人

4、是一种可再编程的多功能操作机，通过可变的程序流程，以完成多样化的任务”。我国著名的机器人专家蒋新松给出的定义就相对简洁：“机器人是一种具有拟人功能的机械电子装置”。姑且不管这些定义如何，但他们都包含了机器人的共性：①能模仿人的一些动作；②具有一定的智力、感觉和识别能力；③是人造的机器或机械电子装置。正常人所能完成的基本动作一步行走，其实是一种非常复杂的运动，它需要对人全身的骨骼和肌肉进行复杂而巧妙的协调，而人的骨骼系统是由206块骨头组成，肌肉系统则包括327对肌肉，这是一个相当复杂的系统，但在大脑的指挥下，人不但能完成步行，而且还能轻而易的举完成其他高难度的动作。对

5、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在很大程度上降低和简化，但也不是说这个系统就不复杂了，其步行动作一样是高度的自动化的运动，需要控制机构进行复杂而巧妙地协调每个关节上的动作。世界著名机器人专家，日本早稻田大学的加藤一郎教授说过：“机器人应当具有的最大特征之一是步行功能。[1]”双足机器人属于类人机器人，典型的特点是机器人的下肢以刚性构件通过转动副联接，模仿人类的腿及髋关节、膝关节和踝关节，并以执行装置代替肌肉，实现对身体的支撑及连续地协调运动，各关节之间可以有一定角度的相对转动。双足机器人不

6、仅具有广阔的工作空间，而且对步行的环境要求很低，能适应各种各样地面且具有较高的逾越障碍的能力，其步行的性能是其它步行结构无法比拟的。研究双足行走机器人具有重要的意义。411.2双足步行机器人的意义1.2.1运动方式的优越性移动机器人是机器人学中非常活跃的领域，移动方式有轮式、履带式、步行等方式[2]。轮式、履带式车辆虽好，但当在不平地面上行驶时，它们的能耗大大增加，而在松软地面或严重崎岖不平的地形上，车轮的作用将严重丧失。足式运动系统却可以通过松软地面(如沼泽、沙漠等)以及跨越较大的障碍(如沟、坎等)。地球上近一半的地面不能为传统的轮式或履带式车辆到达，而很多足式动物

7、却可以在这些地面上行走自如。这就给人们一种启示，即足式运动方式具有其它地面推进方式所不具备的独特优越性能。足式运动系统在不平地面和松散地面上的运动速度较高，而能耗较少。实验和观察研究表明，在崎岖不平的坚硬地面上行驶(行走)的平均速度，履带车辆为8~16公里／小时；轮式车辆为5～8公里／d,时；而足式运动的奔跑速度最高可达56公里／小时。在有25．4厘米深的软土地上，履带车辆所需的推进功率为10马力／吨；轮式车辆为15马力／吨，而足式行走机只需7马力／吨。由此可以看出步行是大多数高等动物共同采用的移动方式，对环境具有很强的适应性，既可以进入相对狭窄的空