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两足行走机器人身体及头部结构部分设计开题报告.doc

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两足行走机器人身体及头部结构部分设计开题报告.doc

毕业设计论文开题报告学生姓名学号专业机械工程及自动化设计论文题目两足行走机器人头部及身体结构部分的设计指导教师开题报告填写要求1.开题报告(含文献综述)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见3.文献综述应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量,一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量(不包括辞典、手册)4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如2009年3月15日或20090315。毕业设计(论文)开题报告1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述文献综述摘要本文有四个部分,详细介绍了研究机器人的原因,两足步行机器人的应用前景,国内外两足步行机器人的现状及发展趋势。关键词原因前景现状及发展趋势1研究两足步行机器人的原因世界著名机器人学专家,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。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两足步行机器人的原因,概括起来有如下4个1我们希望研制出两足步行机构,使它们能在许多结构性和非结构性环境中行走,以代替人进行作业或延伸和扩大凡类的活动领域。2我们希望更多地了解和掌握人类的步行特性,并利用这些特性为人类服务。3两足步行系统具有非常丰富的动力学特性,在这一方面的研究可以拓宽力学及机器人学的研究方向。4两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1。2两足步行机器人应用前景实用的两足步行机器人由两条腿和一个平台腰部组成。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摄象机、机载计算机控制系统和蓄电池。显然,这种带机械手的两足步行机器人能非常灵活地从事较多的工作。但是,对于这种两足步行机器人来说,平台的稳定性对于有效地控制机械手末端操作器的位置和姿态是至关重要的,而两条腿的步态又对平台的稳定性起决定作用。因此,如何规划好腿的步态,协调地控制两条腿的运动以保持平台及整个两足步行机器人的稳定就成为一个主要问题2。目前,两足步行机器人的应用领域主要是康复医学。从长远来看,两足步行机器人在无人工厂、核电站、海底开发、宇宙探索、康复医学以及教育、艺术和大众服务行业等领域都有着潜在而广阔的应用前景3。3两足步行机器人研究的现状从8O年代中期到现在,虽然理论研究和样机研制不象1985年以前那样丰富,但也颇具特色。重要的是,国内正是在这一时期全面开展了两足步行机器人的研究。下面,首先看看美国的有关情况4。1985年,美国的Hodgins和Raibert等人研制了一个用来进行奔跑运动和表演体操动作的平面型两足步行机器人,这个机器人有3个自由度。1986年,他们用这个机器人进行奔跑实验,着重研究奔跑过程中出现的弹射飞行状态。在实验中,这个机器人的最大速度高达4.3米/秒。1988年和1990年,他们又用这个机器人进行翻筋斗动作实验。Hodgins和Raibert研究这两种运动是因为它们含有丰富的动力学内容,尤其是两者都具有弹射飞行状态5。在美国研究两足步行机器人的科学家中,郑元芳Y.F.Zheng博士是一个非常杰出的人物。他在80年代初由中国去了美国,并于1984年在俄亥俄州立大学获博士学位,然后一直在克莱姆森大学工作,最近又回到俄亥俄州立大学任职。在克莱姆森大学期间,他主持研制了两台步行机器人,分别命名为SD1和SD2。SDl具有4个自由度,SD2则有8个自由度。其中,SD2是美国第一台真正拟人的两足步行机器人。1986年,SD2机器人成功地实现了平地上前进、后退以及左、右侧行。1987年,这个机器人又成功地实现了动态步行。郑元芳博士也因他在机器人领域的突出贡献而获得美国1987年度总统青年研究员奖6。1984年,郑元芳博士对两足步行机器人与环境接触时的碰撞效应进行了研究。1987年,他提出了一种用于两足步行机器人运动控制的监控系统。1989年,他研究了两足步行机器人的扰动抑制问题。1990年他首次提出了使两足步行机器人能走斜坡的控制方案,并利用SD2机器人进行了成功的实验。此外,郑元芳博士还从神经生理学的角度对人类肌肉的多级传感与多级驱动原理进行了研究,并提出了采用这种原理设计两足步行机器人的方法7。下面我们再看看国内在两足步行机器人方面的研究情况。我国从80年代中期才开始研究两足步行机器人,当时主要的研究单位是哈尔滨工业大学和国防科技大学8。

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