足机器人行走机构设计

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1、13届国际机械设计制造及其自动化专业课程设计（论文）机械创新设计课程设计2015-2016第1学期题目：六足式机器人的行走机构设计小组成员：宁轻631326110302夏丽萍631326110305周义恒631326110301赵晨光631326110117陈森631326110304班级：国机械一班指导教师：王正伦成绩：日期：2015年12月2913届国际机械设计制造及其自动化专业课程设计（论文）目录摘要4第一章绪论11.1.六足仿生机器人的概念：11.2.课题来源21.3.设计目的21.4.技术要求21.5.设计意义21.

2、6.设计范围31.7.国内外的发展状况和存在的问题31.7.1.国外发展状况31.7.2.国内发展状况41.7.3.存在的问题51.8.具体设计51.8.1.设计指导思想51.8.2.应解决的主要问题51.8.3.本设计采用的研究计算方法61.8.4.技术路线6第二章六足仿生机器人的步态规划72.1步态分类72.1.1三角步态72.1.2跟导步态72.1.3交替步态72.2步态规划概述82.3六足仿生机器人的坐标含义92.4三角步态的稳定性分析122.4.1稳定性分析122.4.2稳定裕量的计算122.5三角步态行走步态设计1

3、32913届国际机械设计制造及其自动化专业课程设计（论文）2.5.1直线行走步态规划132.5.2转弯步态分析152.6六足机器人的步长设计152.7六足机器人着地点的优化16第三章六足机器人的机构分析183.1四连杆机构的设计183.1.1理论根据与机构选择183.2设计参数213.3步行腿机构系统213.4舵机驱动原理223.4.1驱动原理223.4.2舵机控制方法223.5六足机器人主体设计243.5.1机身243.5.2腿部的设计253.5.3足253.5.4小腿263.5.5大腿27第四章总结284.1.设计小结28

4、4.2设计感受284.3课程设计见解28参考文献29谢辞302913届国际机械设计制造及其自动化专业课程设计（论文）摘要人类社会的发展，各种各样的机器人正渐渐的走进我们的视野，有很多的地方都用到了机器人，在机器人的领域里越来越多的人开始爱好上了机器人。能更好的适应环境和地形是多足仿生机器人的优点，很多人的工作可以由机器人代替完成，科学价值和实际应用价值是很重要的。复杂的多足机器人机构是不易制造的，机器人六条腿的运动也难以有效地调控，能让机器人选择最优秀的路径到达目的地是一个很让人思考的问题。以昆虫活动时选用的三角步态行动为基础

5、策划六足机器人，为实现其全方位机动性，需要解决一系列的技术问题，首先，对机器人直线行走和转弯进行步态规划，分析其运动特性，根据对其进行的步行规划确定其运动轨迹，之后确定其运动机构，采用契贝谢夫四杆机构作为其主要的驱动机构，为了保证其转弯的灵敏性，在小腿上加上了舵机，易于实现转弯，掉头等动作。好的行走机构，能安稳的运转和走路，布局简单，容易设计制造，这个也是很重要的，本文还对舵机的设计进行了简易的讨论。本文设计主要针对的是六足机器人的步态规划及机构运动的分析。关键词：六足机器人，步态规划，机构设计，契贝谢夫四杆机构2913届国际

6、机械设计制造及其自动化专业课程设计（论文）第一章绪论1.1.六足仿生机器人的概念：机器人技术是在新技术革命中迅速发展起来的一门新兴学科，它在众多领域与生产部门得到了广泛的应用，并显示出强大的生命力。它使得传统的生产发生变革，并对人类社会的生活产生深远的影响，它正在成为工厂，企业进行产品生产，乃至整个国家进行经济和军事较量的重要手段。六足机器人又叫蜘蛛机器人，是多足机器人的一种。仿生式六足机器人，顾名思义，六足机器人在我们理想架构中，我们借鉴了自然界。昆虫的运动原理。足是昆虫的运动器官。昆虫有3对足，在前胸、中胸和后胸各有一对，

7、我们相应地称为前足、中足和后足。每个足由基节、转节、腿节、胫节、跗节和前跗节几部分组成。图1昆虫腿节基节是足最基部的一节，多粗短。转节常与腿节紧密相连而不活动。腿节是最长最粗的一节。第四节叫胫节，一般比较细长，长着成排的刺。第五节叫跗节，一般由2-5个亚节组成﹔为的是便于行走。在最末节的端部还长着两个又硬又尖的爪，可以用它们来抓住物体。行走是以三条腿为一组进行的，即一侧的前、后足与另一侧的中足为一组。这样就形成了一个三角形支架结构，当这三条腿放在地面并向后蹬时，另外三条腿即抬起向前准备替换。前足用爪固定物体后拉动虫体向前，中足

8、用来支持并举起所属一侧的身体，后足则推动虫体前进，同时使虫体转向。这种行走方式使昆虫可以随时随地停息下来，因为重心总是落在三角支架之内。并不是所有成虫都用六条腿来2913届国际机械设计制造及其自动化专业课程设计（论文）行走，有些昆虫由于前足发生了特化，有了其他功用或退化，行走