六足步行机器人的毕业设计说明书.doc

本科毕业设计（论文）六足步行机器人设计与仿真燕山大学2012年6月本科毕业设计（论文）六足步行机器人设计与仿真学院（系）：里仁学院专业：机械电子工程学生姓名：牛智学号：081101011184指导教师：田行斌答辩日期：20012.6.17燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：系级教学单位：学号学生姓名专业班级题目题目名称题目性质1.理工类：工程设计（）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）题目类型1.毕业设计（）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（）主要内容基本要求参考资料周次第～周第～周第～周第～周第～周应完成的内容指导教师：职称：年月日系级教学单位审批：年月日摘要基于仿生学原理，在分析六足昆虫运动机理的基础上，采用了仿哺乳类的腿部结构，并针对这种腿部结构设计了六足的行走方式，通过对18个直流伺服电机的控制，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。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UG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。关键词六足机器人；步行；三角步态；运动学仿真AbstractAbioniclegstructurewhichissimilartothelegsofmammalswasused，andahexapodwalkingmodewasdesignedaccordingtothisstructure．Bycontrolling18stepmotorsstraightwalkingfunctionofthehexapodrobothasbeenimplementedwithtripodgaitmovement．Simulationandexperimentshowthatthisstructurecankeepthehexapodrobotbalancebetter，providinghighreferencevaluetoresearchtheadvantageandfeasibilityoflegraisingwalkinggesture．Astherearemanyjointsinthebionichexapodwalkingrobotandthecalculationofitswalkingtrackandjointscontrolunitarecomparativelycomp-licated，thekinematicalsimulationandanalysisofthemodelofbionichexapodwalkingrobothavebeendonebyusingsolidworksandUG．Throughsimulation，theapplicabilityofdesignedtripodgaitarevalidated．KeywordsHexapodrobot；Walking；Tripodgait；Kinematicssimulation目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景11.1.1研究主要成果21.1.2发展趋势41.2本章小结5第2章机器人学与仿生学介绍62.1机器人学的基本理论62.1.1机器人的基本定义62.1.2机器人学的基本术语72.1.3机器人的规格72.1.4机器人的分类82.1.5本课题研究的意义92.2仿生学概述102.2.1仿生学的研究方法与内容122.2.2仿生学的研究范围142.3本章小结15第3章仿生六足机器人的设计163.1六足仿生机器人的三角步态运动原理与设计163.1.1关于步态的参数描述163.1.2三角步态运动原理173.1.3步态设计183.2仿生六足机器人机构建模193.3仿生六足机器人本体设计203.4仿生六足机器人腿部设计223.4.1腿部参数确定原则223.4.2腿部驱动系统设计223.5本章小结28结论29参考文献30致谢32附录133附录238附录344第1章绪论1.1课题背景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。从诸葛亮的“木牛流马”到阿西莫夫“的机器人三定律”，长久以来，人们从未停止对机器人的幻想，探索和研究。直到1961年，美国通用机械公