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双足行走机器人臂部结构部分设计毕业论文.doc

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双足行走机器人臂部结构部分设计毕业论文.doc

本科毕业设计说明书(论文)第1页共26页1绪论1.1引言机器人是一种典型的机电一体化产品,仿人型机器人是机器人研究领域的热点。研究仿人型机器人需要结合机械、电子、信息论、人工智能、生物学以及计算机等诸多学科知识,同时其自身的发展也促进了这些学科的发展。双足步行机器人是仿人型机器人的一种。1959年,世界上诞生了第一台工业机器人,开创了机器人发展的新纪元。随着科学技术的发展,仿人型机器人的研究与应用迅猛发展。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”。其中双足行走是步行方式中自动化程度最高、最为复杂的动态系统。伟大的发明家爱迪生也曾说过这样一句话:“上帝创造人类,两条腿是最美妙的杰作”。双足步行系统具有非常丰富的动力学特性,对步行的环境要求很低,既能在平地上行走,也能在非结构性的复杂地面上行走,对环境有很好的适应性。步行功能的具备为扩大机器人的应用领域开辟了无限广阔的前景。研究双足步行机器人的原因和目的,主要有以下几个方面:希望研制出双足步行机构,使它们能在许多结构和非结构环境中行走,以代替人进行作业或延伸和扩大人类的活动领域;希望更多得了解和掌握人类得步行特性,并利用这些特性为人类服务,例如:人造假肢。双足步行系统具有丰富的动力学特性,在这方面的研究可以拓宽力学及机器人的研究方向;双足步行机器人可以作为一种智能机器人在人工智能中发挥重要的作用。科幻小说和电影作品中,人们将像人一样行走、思考、行为的机器人作为机器人研究的最高境界。科学工作者也一直将实现类人行为的机器人作为工作的最高目标去追求。步行机器人特别是双足步行机器人的研究是整个类人机器人研究的前奏,是实现类人机器人的必不可少的一个环节。在具有许多优点的步行机器人中,由于双足步行机器人体积较小,所以他们对环境有最好的适应性。这种机器人除结构较简单外,在静、动态稳定步行方面,都是最困难的,但这种困难并不是不能克服。实用的双足步行机器人由两条腿和平台(腰部)组成。腿的作用是为平台提供移动能力,而平台的作用则是提供一个基础,以便安装机械手、CCD摄像机、机载计算机控制系统和电池等。显然,这种带机械手的双足步行机器人外形上更像人,能非常灵活地从事较多本科毕业设计说明书(论文)第2页共26页的工作。但是,对于这种双足步行机器人来说,平台的稳定性对于有效地控制机械手末端操

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