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两足行走机器人行走控制部分设计毕业论文.doc

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两足行走机器人行走控制部分设计毕业论文.doc

本科毕业设计说明书(论文)第1页共29页1绪论两足步行机器人是指可以使用两只脚交替地抬起和放下,以适当的步伐运动的机器人,可分为拟人机器人和桌面型两足机器人(仿人机器人)大小和人相似,不仅具有拟人的步行功能,而且通常还具有视觉、语音、触觉等一系列拟人的功能;桌面型两足机器人通常指体积较小,只具有步行功能及其他少数特定功能的两足机器人,例如具有步行功能和视觉功能的自主踢足球机器人。与拟人机器人相比,桌面型两足步行机器人的成本较低,除了具有科研性外,还具有广泛地娱乐性,也可以应用在教学和比赛中。国内外的机器人大赛中,常常可以看到桌面型两足步行机器人的身影[1]。1.1课题的研究背景和意义于两足步行机器人的拟人性和对环境良好的适应性等特点,受到各国政府和研究者的广泛重视,是当今世界的高新技术的代表之一。它在科研、教学、比赛和娱乐等方面都很到了很好的应用。江苏省大学生机器人大赛和全国大学生机器人大赛中经常有两足步行机器人,它可以参加舞蹈机器人比赛、两足竞走机器人比赛、Robocop类人组机器人踢足球[10]器人创新比赛、Robocop救援组比赛等。舞蹈机器人比赛时使用了日本“KONDO”两足步行机器人,性能出众,发挥稳定,获得了舞蹈机器人比赛的冠军。但是该机器人是集成度很高的商业产品,它的控制系统不开放底层代码,难以进行二次开发和步态研究。所以本文基于机器人控制系统中常用的众多处理器和操作系统各自的特点,并结合“KONDO”机器人机械结构的特性,选用了高性能、低功耗的8位AVR®微处理器内核处理器ATMega8P来实现对机器人的控制来。设计的控制系统控制指令精简,控制转角精度高,波特率可以实时更改,体积小,重量轻,其可作为类人型机器人、仿生机器人、多自由度机械手的主控制器。随着中国机械产业的不断进步,各高校相继开设机械类创新课程和比赛,学生可将其应用在各类机械创新作品中,优化控制系统参加比赛。日本“KONDO”机器人如图1.1所示。本科毕业设计说明书(论文)第2页共29页图1.1日本“KONDO”跳舞机器人1.2国内外研究现状步行是人与大多数动物所具有的移动方式,其中两足直立行走是人类特有的步行方式,是所有步行方式中自动化程度最高,最为复杂的动态系统。最早从工程角度研究双足机器人并获得成功的是早稻田大学的加藤一郎。1972年,加藤实验室推出了wL-5双足步行机器人,这是世界

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