双足行走机器人臂部结构部分设计【5张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译+任务书】

双足行走机器人臂部结构部分设计

29页 15000字数+论文说明书+任务书+5张CAD图纸【详情如下】

任务书.doc

双足行走机器人臂部结构部分设计开题报告.doc

双足行走机器人臂部结构部分设计论文.doc

外文翻译--独立动力单臂机器人 中文版.doc

外文翻译--独立动力单臂机器人 英文版.pdf

手.dwg

手臂舵机连接件.dwg

机器人总装图.dwg

臂部装配图.dwg

臂部装配图X.dwg

舵盘连接件.dwg

目   录

1    绪论 1

1.1  引言 1

1.2  机器人的发展及技术 2

1.3  双足步行机器人研究概况 3

2    双足机器人本体结构设计 8

2.1  引言 8

2.2  双足机器人的结构分析 8

2.3  双足机器人的自由度配置 11

2.4  驱动方式的选择和舵机工作原理 12

3    双足行走机器人的3D图 15

3.1  总体结构PRO/E图及实物图 15

3.2  臂部结构PRO/E及实物图 17

3.3  部分零件PRO/E图及实物图 18

4    双足行走机器人的制作 20

4.1  机器人舵机的调制 20

4.2  双足行走机器人制作的前期工作 20

4.3  机器人组装 21

结束语 24

致谢 25

参考文献 26

毕业设计说明书（论文）中文摘要

    机器人技术代表了机电一体化的最高成就，是二十世纪人类最伟大的成果之一机器人中的两足步行机器人虽然只有近四十年的历史，但是由于它独特的适应性和拟人性，成为了机器人领域的一个重要发展方向。双足步行机器人与轮式、爬行式和履带式等移动机器人相比，有着更好的环境适应性，这种优越性在非结构环境里的表现尤为突出。

步态规划是双足步行机器人研究的关键技术之一，稳定自然的步行是双足步行机器人区别于其它机器人的主要标志，也是其实现基本操作功能的基础。

关键词  双足步行机器人  拟人性  步态规划

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title      The Robot Move with Two-leg                                   

         - the design of structural elements arm                  

Abstract

Roboties is the representation of the best aehievement of meehantronies，and Is one of the greatest fruits of humankind in the 20 century.Though the biped robot has only 40 years history,it became one of the most important branches of robotics for its unique fitness anthropomorphism. Biped robot has much better adaptation to environment in human living-space than wheel type, crawl type and pedrail type mobile robots. This advantage is much more obvious under unconstructed environment. 

Gait planning is one of the key techniques for the research of biped robot,stable and natural walk is the main sign different biped robot form other robots,and it is the base for robots to realize its essential manipulation.

Keywords  Biped Robot   anthropomorphism  Gait Planing   

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（6） 安装机器人头。先将上肢两个舵机和机器头舵机的数据放在好，这样有利于整体布置数据。然后用4个螺钉紧固住。

（7） 组装成一个整体，分别将上肢与躯干连接在一起。注意安装时，大腿是处于并拢状态，胳膊处于伸直状态。

在组装前，首先要有整体的布局，然后再分步组装。

组装好了实物后，此机器人能简单的完成向摇头、前行走、向后行走、甩大臂和甩小臂灯运动，但是还不能在有障碍物的地面、不平整的地面上行走走。机器人在运动时机器人自身的稳定性还不怎么好，还需要更好的优化结构和选择更好的材料，使机器人的稳定性更好。

结束语

两足机器人的研制开始于本世纪60年代末，虽然只有四十多年的历史。然而，两足机器人的研究工作进展迅速，国内外许多学者正从事于这一领域的研究，如今已成为机器人技术领域的主要研究方向之一。

本章首先介绍了两足行走机器人的结构和制作过程，此双足行走机器人能简单的实现前后运动，甩大臂，甩小臂等运动。

在现有工作的基础上，应当继续进行以下研究:

复杂运动的实现:规划出仿人机器人在快速动态步行中拐弯、乃至跑动和起跳的步态。转弯动作的步态规划应考虑两个垂直平面的祸合作用，还应考虑摆动脚的冲击。奔跑时，由于摆动脚离地时速度较高，所以带来的冲击也比较大，可以考虑采取在脚底板加软垫以及减小机器人的质心在竖直方向的变化幅度、快慢等措施来减小冲击。

本文所提出的机器人可以实现几个简单的运动，但考虑到时间紧促，还不是很完善。比如结构方面还不是非常坚固和牢靠，有待进行更加完善；在用软件控制时，软件还不是那么稳定，有时会互相干扰；还有在稳定性方面还不是做的很好，还需改进设计和零件的进一步精确等。在实际制作中，还要根据实际情况修改己有的理论。

在这3个月来我们小组在知道老师刘老师的指导和帮助下，大家齐心协力，共同努力，为了同一个目标奋斗。在这之间我学会了在团队里相互合作，使自己得到了锻炼，我相信会使我受益匪浅。

致  谢

在即将完成毕业设计阶段的学习之际，我首先特别感谢导师老师1年来对我的无限关怀和悉心指导。尤其在我最需要帮助的时候，导师给予我方方面面的照顾，使我能够顺利完成学业。留言老师严谨务实的工作作风、精益求精的治学态度、循循善诱的悉心教导，使我受益非浅、能够学有所成;不仅学到了许多知识，更重要的是学到了思考问题、解决问题的方法及严谨的治学态度。论文研究工作的完成，不仅是我的辛劳付出，同时也倾注了导师的心血与关怀。在此向导师留言老师致以衷心的感谢!

同时感谢所有关心、爱护、和帮助我的老师、同学和朋友们，感谢一起共同学习对我的帮助。最后，谨将此文献给养育我健康成长的父母，感谢他们多年来在生活上、精神上、物质上给予我的支持、关心和鼓励，谢谢他们的付出和为我所做的一切。

参 考 文 献

[1] 张永学. 双足机器人步态规划及步行控制研究[D]. 哈尔滨工业大学博士学位论文. 2001. 1～60.

[2] Mae GeerT. Passive Dynamie Walking of Roboties Researeh[D]. 1990，

9(2): 62～82. 

[3] 刘志远. 两足机器人动态行走研究[D]. 哈尔滨工业大学博士论文. 1991.

[4] 刘志远，戴绍安，裴润，张栓，傅佩深. 零力矩点与两足机器人动态行走稳

    定性的关系[J]. 哈尔滨工业大学学报. 1994，vol.26(1):38～42.

[5] 纪军红. HIT-I双足步行机器人步态规划研究[D]. 哈尔滨工业大学博士论

    文，2000:15～71.

[6] 麻亮，纪军红，强文义，傅佩深. 基于力矩传感器的双足机器人在线模糊步   

    态调整器设计[J]. 控制与决策. 2000，Vol.15(6):734～736.

[7] 竺长安. 两足步行机器人系统分析、设计及运动控制[D]. 国防科技大学博

    士论文. 1992.

[8] 马宏绪. 两足步行机器人动态步行研究[D]. 国防科技大学博士论文. 1995.

[9] 马宏绪，应伟福，张彭. 两足步行机器人姿态稳定性分析[J]. 计算技术与

    自动化. 1997，vol.16(3):14～18.

[10] 马宏绪，张彭，张良起.两足步行机器人动态步行的步态控制与实时时位控

     制方法机器人. 2005，vo120(l):10～18.

[11] 绳涛，马宏绪，王越. 仿人机器人未知地面行走控制方法研究[N]. 华中科

     技大学学报. 2004年31期:161～163.

[12] 姜山，程君实，陈佳品，包志军. 基于遗传算法的两足步行机器人步态优

     化[J].上海交通大学学报. 1999，vo1.33(10): 1280～1283 .

[13] 包志军. 仿人型机器人运动特性研究[D]. 上海交通大学博士论文 .2000: 

     14-48.

[14] <美> Saeed B,Niku著. 机器人学导论一分析、系统及应用[M]. 孙富春，

     朱纪洪，刘国栋等译. 第二版. 北京:电子工业出版社，2004.

    [15] 柳洪义，宋伟刚. 机器人技术基础[M]. 北京:冶金工业出版社，2002.

    [16] 张志通等. 掌握和精通 matlab[M]. 北京: 北京航天航空大学出版社，

     1997.