智能仿生机器人.doc

编号附件一：2014年安徽工程大学“安徽合力杯”大学生机械、电子创新设计竞赛作品报名表参赛作品名称视觉仿生六足机器人联系人夏雨联系电话188355306771参赛者排序姓 名性别班 级所学专业签 名1夏雨男电气111电气工程及其自动化2钱俊男光电112光电信息工程3李艺雯女生工132生物工程4吴 祥男研14控制科学与工程5指导教师排序姓 名性别职 称专 业签 名1孙新柱男副教授控制科学与工程2王冠凌男副教授检测装置与自动化作品内容简介（400字以内）在世界范围内，机器人技术作为战略高技术，无论推动国防军事、智能制造装备、资源开发，还是发展未来服务机器人产业，美国、日本、欧洲等十分重视。仿生机器人作为机器人领域的一大分支，可以说是本世纪一个不可忽视的领域，也将是机器人日后发展的大方向。本作品通过仿生学设计出六足机器人，机械结构采用仿生学设计，硬件采用32位高性能STM32单片机为主控芯片为机器人提供精准流畅的控制，配备摄像头超声波为机器人提供路径识别，并配有数据图像传输与蓝牙4.0数据模块，可用电脑进行实时监控与路径规划。软件系统采用主从应答模式对三维力系统和单足控制系统进行控制，包含模式控制机制、步态规划控制机制和安全控制机制使系统能完成六足机器人正常步态行走的控制任务和各步态间自由切换的控制任务，而且具有很强的安全性、可靠性和实时性。主要创新点（200字以内） 1. 提出了模拟仿生机器人框架，基于上位机软件调试方法来解决仿生机器人步态规划问题，优化机械结构设计转动无死角，进而为制备更复杂的机器人结构创造条件。 2. 运动学与动力学分析方面,在多足昆虫结构建模基础上,建立了六足仿生机器人的运动学模型,综合运用串、并联机构学理论,分别推导了单足摆动腿和多足支撑腿的位置、速度、加速度运动学方程。3. 利用2.4G无线传输模块，实现远程数据传送可以动态姿态实时显示。线路采用PCB一体化集成度高，内部线路整洁。推广应用价值（200字以内）技术特点和优势：小巧玲珑，机械传动简明，实现稳定的图像采集，可完全替代人在恶劣的环境下工作，包括勘探、现场信息采集以及巡视设备工作状况等。 适用范围：适用于绝大多数人工无法进入的工作环境，如煤矿井下勘探、排雷排爆现场信息采集、实时跟踪及一些需要引导的情况。 推广前景：该作品成本低廉，但具有极强的智能性，工作环境要求低，可替代人在恶劣环境下工作，因此有很广泛的市场需求和很高的性价比，同时具有较高的经济效益和社会效益。参赛承诺本人代表本作品所有参赛者和指导教师承诺：已知晓并自愿接受本大赛章程、评审规则和评审办法；本参赛作品没有抄袭他人创意、作品和专利技术；不以任何方式干扰评审委员会的工作；服从大赛组委会最终裁决。如有违反，一切后果由本参赛队承担。指导教师（签名）： 制作费用_1000_元。是否已申请专利是/否指导教师推荐意见机器人是国家中长期科学和技术发展规划纲要中优先发展的战略高技术，该作品始终以应用需求为导向，研究了视觉仿生六足机器人的关键技术问题，提出了上位机软件实时控制来解决仿生机器人步态规划问题等思路。设计方法新颖，可行、实用、科学，同时本作品具有一定应用价值和市场前景，很有希望成为拥有自主知识产权的机器人热门产品，建议加快市场化和申请专利。特此推荐。 _(签名或盖章) 年 月 日学院团委推荐意见_(盖章)年 月 日注：参赛学生、教师名单及排序请按实际贡献大小认真填写、审核，一经上报不再更改4作品简介1. 作品序号：2. 作品名称：仿生六足机器人3. 参赛学院：电气工程学院5. 参赛学生：夏雨、钱俊、李艺雯、吴祥6. 指导教师：7. 作品简介：（1）应用领域和技术原理、用途:适用于大部分人无法进入的工作环境和狭小空间，如进行设备巡视、工程探险勘测、军事侦察、煤矿井下勘探、排雷排爆现场信息采集、抢险救灾、需要实时跟踪图像，以及远程操作的情况等。（2）技术性能指标:电池电压512V,1500MAH;温湿度：-20100,stm32主控板,18路高扭矩舵机，电机驱动板，2.4G无线模块发射功率2W,2KM,最大电流10A,正常巡航平均电流为1.2A。（3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性:步态规划方法是仿生多足机器人最为基础又最为关键的技术之一。当前的研究成果出于简化控制的考虑,通常都会选择周期规则步态作为仿生多足机器人的步态规划依据，但在自然界中常规步态虽是“周期”步态，但却非“规则”步态，为了探索有利于提升仿生六足机器人控制特性的步态规划策略，对比完全仿生的周期步态与不完全仿生的周期规则步态分别作为仿生六足机器人步态规划策略的适应性和可行性，为此我们设计了一个32通道的上位机来控制和调试模拟步态和动作。另外摄像头采集，采用高速DMA通道解决了高速采样，并通过2.4G图像传输模块显示到显示器上。另外全部零件采用3d打印技术，采用了黄金比例设计，融合了艺术的美感和机械设计的质感。（4）作用意义: 作为多足仿生机器人的典型代表，六足仿生机器人的特点是具有丰富的步态并且能在复杂路面上高效行走，存在多种步态，可以适应不同步行速度和载荷的要求，冗余的肢体结构，使其在失去若干肢体的情况下仍能继续执行一定的任务，提高了系统的可靠性。六足仿生机器人的优点使其尤为适合在复杂的自然环境中执行野外侦查以及太空探测等对自主性、可靠性要求比较高的任务。因此，从仿生的角度研究六足步行机器人并进行相关技术开发，具有重要的理论价值与现实意义。（5）推广应用前景、效益分析与市场预测: 根据作品的功能完全能替代人进行一些恶劣环境下的勘探、现场信息采集以及巡视设备