六足仿生机器人结构设计与分析

PAGE1六足仿生机器人结构设计与分析PAGE7六足仿生机器人结构设计与分析StructureDesignandAnalysisofHexapodBionicRobot

摘要六足仿生机器人是一种可以在复杂地表上高效移动的步行机器人。它模仿节肢动物的肢体结构，采用六足支撑，在平地上高速移动时，采用三足支撑，三足前摆的高效稳定步态，除此之外，六足仿生机器人还有其他多种步态，适应不同速度，不同载荷下的要求，同时由于肢体结构上存在富余，可以在失去若干肢体的情况下继续执行一定工作，六足仿生机器人的优点尤为适合野外侦察，水下搜寻以及太空探测等对自主性、可靠性要求较高的工作。本课题是设计一种六足仿生机器人，并对机器人的行走机理及其控制策略开展相关研究，为今后设计自主控制的智能六足仿生机器人积累经验。首先以节肢动物肢体为仿生对象，对肢体进行抽象简化，设计出六足仿生机器人的本体结构，并分别对自由度的选取和足位置分布等进行研究。对机器人的控制进行分析，确定其是否符合在不同环境下运动的功能，此外，还对六足仿生机器人进行简单的仿真模拟，进行动态分析。关键字：六足机器人仿生学结构设计机构分析

AbstractHexapodbionicrobotisakindofwalkingrobotwhichcanmoveefficientlyonthecomplexground.Itimitatesthelimbstructureofthearthropod,adoptstheHexapodsupport,adoptsthetripodsupportwhenmovingontheflatgroundathighspeed,andtheefficientandstablegaitofthetripodfrontswing.Inaddition,thehexapodbionicrobothasmanyothergait,whichadaptstotherequirementsofdifferentspeedsanddifferentloads.Atthesametime,duetothesurplusofthelimbstructure,itcancontinuetocarryoutinthecaseoflosingseverallimbsForcertainwork,theadvantagesofhexapodbionicrobotareparticularlysuitableforfieldreconnaissance,underwatersearch,spaceexplorationandotherworkrequiringhighindependenceandreliability.Thistopicistodesignakindofhexapodbionicrobot,andcarryouttherelevantresearchonthewalkingmechanismandcontrolstrategyoftherobot,soastoaccumulateexperienceforthefuturedesignofintelligenthexapodbionicrobotwithindependentcontrol.Firstly,takingthelimbofarthropodasthebionicobject,thebodystructureofhexapodbionicrobotisdesigned,andtheselectionofdegreesoffreedomandthedistributionoffootpositionarestudied.Thecontroloftherobotisanalyzedtodeterminewhetheritconformstothefunctionofmovementindifferentenvironments.Inaddition,asimplesimulationofthehexapodbionicrobotiscarriedouttocarryoutdynamicanalysis.Keywords:hexapodrobotbionicsStructuraldesignInstitutionalAnalysis

目录摘要第一章绪论1.1课题背景及研究目的1.2国内外六足仿生机器人的相关资料1.2.1国内六足仿生机器人资料1.2.2国外六足仿生机器人资料1.3分析现有六足机器人的研究现状与优缺点第二章机构设计与运动学分析.2.1机器人总体设计思路2.1.1设计行走机构的机械构造2.1.2确定腿部关节数量2.2设计机构并绘制机构原理图第三章六足仿生机器人行走机构设计及动态模拟分析3.1机构可行性与动态模分析三维设计4.1介绍solidworks4.2用solidworks软件设计三维示意图......第五章结论与展望......5.1总结5.2展望..参考文献..致谢..1绪论1.1课题背景及研究目的随着经济与技术的发展，在生产生活中出现了越来越多的需要取代人为接触的情况出现，比如一些人类达不到或者对人类有高度危险性的地方。如地震救灾；外星表面物质采集；危险建筑内部探测。在生产生活中，人类已经致力于研发众多应用于不同环境中且功能强大的机器人，例如：汽车制造生产中用于货物体搬运的机械臂；排除地雷或者炸药的履带机器人；疫情期间用于测量体温运送物品的多功能机器人；在极端环境比如外星、深海进行探测取样的采集探测机器人等等。但是这些机器人或多或少都存在局限性，那就是他们机动性不强，无法适应在复杂环境下运行，比如上下楼梯，在凹凸不平的地面行走。我们从爬虫的运行模式中得到了灵感，引入多足机器人，利用更多的受力点来获得更高的机动能力，这里我们初步选用六足仿生机器人来进行研究。多足机器人的运动非常复杂，六足机器人作为典型的多足机器人，具有良好的爬坡能力和在非结构化地形上行走的容错能力。它特别适用于复杂环境中的任务，如在外层空间的探索或运输、野外探测和极端环境中的操作，其中高可靠性是必不可少的。因此，研制一种能够在非结构化地形上行走的六足机器人具有重要的现实意义。1.2国内外六足仿生机器人的相关资料1.2.1国内六足仿生机器人资料在仿生机器人行走研究方面，作为国内著名的地面-车辆系统力学研究专家，吉林工业大学的陈秉聪在20世纪50年代就开始致力于仿生机器人行走机构研究，先后研制出半步行轮、步行轮、塑料镶齿和高花纹等机器人行走机构，并进行田间试验，进行运动学和动力学的分析研究。我国开始进行机器人行走的研究是在20世纪80年代，随后研究取得了成，于1900年，全方位六足步行机被研发出来，由中国科学院沈阳自动化研究研制的该步行机具有平地上行走和上下楼梯的功能。不仅如此，中国科学院沈阳自动化研究所还研发出了能够在水下进行行走作业的水下六足步行机，另外应用连杆机构方面的知识，研制出的四足步行机模型也具备了行走功能。图1-2Ariel和RobotII图1-2为华中科技大学研制了一款“4+2”机器人，该机器人具有的一个亮点是它的条腿不仅以用于支撑整个机器人的站立及行走还可以充当机械臂来使用。由于具有六足已进行支撑行走，“4+2”机器人能够实现在复杂环境下平稳的进行运动作业，而在地势较为平坦的区域，它的两条腿可以转换为机械臂用以搬运抓取物体，剩下的四条腿实现机器人的运动，极大地体现了机器人的多功能性接下来从六足仿生机器人的结构、建模、运行轨迹规划、系统理论控制等研究方向进行综述，对于机器人结构设计，提出了模拟多足昆虫进行建模，设计自由度为三且足分布呈椭圆形的机器人行走结构建模；利用舵机来带动足部运动，设计平行四边形的连杆机构进行运动设计，使其具有多方位移动运行的能力。参考足部设计比例、连接部位的轴线方向和在参考坐标系下机器人躯干的六维坐标。构建机器人运行灵活度函数，从而优化机器人结构参数。机器人由硬件架构和软件架构组成，硬件控制系统部分由主控制器、上位机PC、信号采集传感器和运行控制器组成。软件控制系统由传感器控制模块、步态控制模块、关节及躯干控制模块、通讯控制模块组成。其中，针对步行控制任务，提出分布式步态控制和自由步态行走控制方法，同时结合足部的反馈控制模式。在运动方式和动力研究方面，参考多足昆虫进行建模，构建六足仿生机器人运行和动力模型，结合串、并联连杆结构知识，研究单足运动和多足配合运行的动力学方程。基于达朗伯原理建立六足机器人的拉格朗日动力学模型，运用运动影响系数机构学理论将系统受到的所有力都折算到广义坐标上来建立力平衡方程进行动力学求解，推导出拉格朗日动力学方程；探讨了驱动力矩超确定输入问题，依据能量守恒原理和运动影响系数理论，推导了所有输入力矩的协调方程。通过仿真实验进行了运动学正确性验证及机器人动力学特性的仿真测试。腿部轨迹规划方面，分别针对地形平坦或轻度崎岖以及重度崎岖的情形，提出了轻度崎岖地形轨迹规划策略和重度崎岖地形腿部反射轨迹规划策略。对于前者，构建了统一的摆动相和支撑相轨迹规划描述，提出了基于缓冲区的摆动相组合多项式曲线轨迹规划策略，并依据相对运动原理将支撑相规划的并联闭链问题转化为串联开链问题。对于后者，采用具有圆弧过渡的组合直线足端轨迹建立了抬腿和寻落反射机制的人工实现模型；并根据步行需要提出了单次反射、多次反射、复合反射的人工反射模式。步态规划方面，通过多足昆虫步态分析和抽象，推导出步行速度与步态模式间的数学关联，提出了多足步行的调速方法；提出了基于相位时钟的腿间相序描述方法和基于腿间相序调整的自由步态形成原理。1.2.2国外六足仿生机器人资料美国卡耐基梅隆大学的“机器人设计与实验”（RobotDesign&experimental）课程中，一个叫ScienceParrot的学生团队根据“生物仿生机器人”主题，设计了一个新版本的仿生六足机器人RHex。RHex是在2001年由密歇根大学和麦吉尔大学专门为在崎岖地形中运动而设计的仿生六足机器人，而ScienceParrot团队设计的新版本名为T-RHex，发音为T-Rex，就像恐龙一样。虽然T-RHex同样是仿生六足机器人，但它除了拥有原版RHex的特性外，还能够完成更多的攀爬和悬挂操作。T-RHex有尾巴，可以防止自己向后倾斜。更重要的是，它腿上有细小的锥形脚趾，有助于抓住像砖块、木头和混凝土等粗糙的表面。另外，依靠那细小的脚趾，它还能爬上非常陡峭的山坡并悬在上面，防止掉落。早在1976年，俄亥俄州立大学研发了一台可以通过计算机控制的仿六足生物的机器人HexapodVehicle[4]。1981年至1985年，RobertMcGhee团队又成功研制了一台六足机器人ASV[5]，该机器人采用六条缩放式腿，且每条腿具有3个自由度，靠一台70马力的内燃机驱动，自重达2700kg，能承载重约200kg的物资。机器人机身前部设置有驾驶舱，操作员可以自由操控实现在各种不规则地形地面运动，如图所示。为满足机器人的特殊条件要求，采用仿生学原理设计可以模仿某些动物运动的六足机器人，提出采用STC微控制器作为控制电路的核心，采用AET168P1转向器控制面板进行控制。通过YZW-Y09G型转向器驱动运动关节，可以在软件控制下实现各种应用需求。机器人对各种地面条件适应性强，不易掉入地面。该系统具有成本低，抗干扰能力强，灵敏度高，可靠性高等优点。根据仿生学原理和六足机器人的运动机理，分析了六足机器人的三角形步态运动原理。提出了利用相对运动原理进行步态研究的方法，使用Fischertechnik零件的组件来构建六足机器人。该模型具有结构简单，设计独特，可前后行走，避免小障碍的特点，该机器人具有良好的机动性和稳定性。分析六足仿生机器人典型行走步态和不同步态下的机器人落足点位置矢量表达式，提出运用AT89S52内部两个定时器，采用多舵机分时控制方法，设计的运动控制器可驱动机器人足部12个舵机的协调运动，实现了六足仿生机器人按步态规划运动，并通过测试，验证了设计方案的正确性和可靠性。结合目前六足类昆虫的生物学研究成果，提出了仿生六足类机器人的结构设计和优化方法，模仿了蟑螂的体形和结构特征。三脚架步态被选为机器人的步态，这对六足机器人来说是最稳定，最快速的步态，通过在基于Virtools的仿真系统上进行测试来评估设计的性能，验证了机器人的结构合理性和运动灵活性。自由步态的生成方法一直是研究的热点。这包括应用于蝎子机器人的基于中心模式发生器的方法，以及应用于多个机器人设计的Cruse步行网。自由步态使两条腿之间的自主协调生效。自提出腿的柔顺控制以来，为了提高六足步行机器人在非结构化地形上的稳定性，人们的研究工作得到了扩展。该策略成功地应用于机器人LAURON和DLRCrawler中，这两个机器人基于力传感器来定位腿。在柔顺控制下，有效地抑制了由于摆姿状态转换引起的干扰，提高了步行的稳定性。六足机器人的研究目的是实现其在非结构化地形上的自主稳定行走。稳定性强是其广泛适应非结构化地形的必要条件，姿态调整是实现这一目标的有效途径。应用于机器人RHex的姿态预测技术，通过计算支撑多边形中重心的投影位置来调整姿态，由于该结构为串并联结构，且有18个自由度，运动计算复杂。针对六足机器人在垂直面上运动时的足力分布问题，提出了一种基于力分配与补偿的姿态控制策略。利用分布的脚力作为姿态控制的反馈，避免了计算齿轮的位置，并与补偿的脚力相结合，抑制了躯干的振动。六足机器人HITCR-II是为适应复杂环境而研制的，设计了机器人的视觉、力等传感器，实现了对环境的感知和对自身状态的感知，从而成功地穿越非结构化地形。对于第一代机器人HITCR-I来说，在平坦的地形上自由行走的六足机器人是成功的。基于三自由度力传感器的第二代六足机器人HITCR-II腿部柔顺控制，自由步态提供了机器人独立行走的能力，腿部的柔顺控制提高了机器人对微粗糙地形的适应能力。通过姿态控制策略来提高机器人的行走稳定性，这是机器人穿越非结构化地形甚至爬过障碍物的关键技术。提出了一种适合在非结构化地形上行走的新型六足机器人HITCR-II。它具有高集成度和多传感器控制的特点。建立了优化结构参数以提高灵巧度的目标函数。利用力传感器和位姿传感器的传感信息，提出了PCFDC策略来提高六足步行的稳定裕度。首先，建立足力分布模型，得到任意步态下各站姿腿所需的足力分布。其次，建立足力补偿模型，得到足力的补偿值，以抑制机器人在非结构化地形上行走时躯干的振动。对比分析了现有国内外六足机器人整机构型和单腿构型,总结几种常见构型的足端活动空间及稳定性后,建立了六足机器人单腿简化模型。设计了三种单腿结构并选取极限工况,分析所设计的几种单腿结构在极限工况下的表现。依据机器人最大行进速度指标对机器人液压系统的最大流量和功率进行计算和分析,依据计算结果对各主要元件进行选型和布置。考虑到大型六足机器人在工作中力流线不断变化的特点,有针对性的分析了本文设计的机身结构强度。拟定了对六足机器人机身受力计算的边界条件施加方式,将机身受力计算结果与整机受力计算结果进行对比,其结果表现一致,验证了对机身结构拟定的边界条件的正确性。对机身结构进行了模态分析,结果表明机器人机身结构能够合理避免共振。对六足机器人整机进行了刚柔耦合分析,分析了在该构型下单腿结构强度及足端受力等。对运行速度继续研究，进而合理规划六足机器人的足端运动轨迹。在六足机器人常规平路步态中采用基于速度的足端轨迹规划后,六足机器人行走过程中质心前后加减速现象消除。最后对单腿结构各关节驱动器进行了跟随实验,验证结果表明了大腿和小腿关节跟随性好,满足需求,侧摆关节跟随性有待提升。1.3分析现有六足机器人的研究现状与优缺点六足机器人或者更为广泛的足式机器人是近些年较为火热的研究课题，无论是科研单位还研究生本科生。首先机器人，人工智能就是未来发展的大方向。为了降低人工成本，保护个人安全，机器人的发展对于国家，制造业都有至关重要的作用，特别是足式机器人。国外在这方面的研究成果较多，但是大多都结构复杂，造价昂贵，远远超出人民的经济承受能力，不具备在市场上投放的基础。国内的研究相对较晚，虽然也诞生了很多专利，但由于受到体积，重量，稳定性级安全问题同样还没有产品真正投入使用。另外与机器人相关的技术比如电池，电动机，材料等等也达不到人们期待的足式机器人的要求。总体来说足式机器人在全球范围内都处于正在研究的阶段，只是各国研究进度各有不同，它也需要与之配套的辅助技术符合实际要求。2机构设计与运动学分析2.1机器人总体设计思路老师给我们的课题是六足仿生机器人，六足仿生机器人属于爬行类机器人，从爬行动物比如蜘蛛，蟑螂等获得的灵感。这类爬行动物能够在较为复杂的地表移动并具有很好的稳定性，所以我们设计的足式机器人也应该模仿这一点，同时老师给我们提出了机器人要具备爬楼梯的能力，这一点在实际应用中非常重要。另外足类昆虫也有很多是四足，六足昆虫行进采用三角步态，每次会有三条腿落地支撑，四足对于外骨骼来说可能不好用，它的生体灵活度不如脊椎动物，不能随时调节重心实现四足或者双足行走，四足节肢动物在自然界的罕见就是佐证。也正是基于这一点我们淘汰了4足机器人，应为4足机器人在爬楼梯的过程中会更加困难且重心不稳，而六足机器人因为更加稳定的结构所以比四足机器人更好。另外八足机器人机械结构复杂，参数量大且计算复杂，对八足的仿生及其困难，所以我们最终的设计课题是六足仿生机器人。在设计开始之前老师和我们讨论了仿真机器人足肢数量的问题，重点是关于4足与6足的优劣性，4足机器人可以满足在平缓路面行走但由于机构与重心很难完成上楼梯这种动作，而六足机器人却有可能，所以我们最终确定本课题研究如图2-1所示，六足仿生机器人的机体及足部杆件均为铝合金制作而成。躯体纵向长174cm，宽152cm，站立式高154cm，大腿长133mm，小腿长78mm。图2-1六足仿生机器人实体2.1.1设计行走机构的机械构造六足仿生机器人，顾名思义，六足机器人在我们理想架构中，我们借鉴了自然界昆虫的运动方式，特别是蜘蛛。足肢是爬虫类昆虫的主要运动器官。昆虫有一般三对足，在前胸、中胸和后胸各有一对，我们相应地称为前足、中足和后足，在生物学上对每一对足肢的作用都有详细的介绍。每个足肢由基节、转节、腿节、胫节、跗节和前跗节几部分组成，有多少个部分就有多少个关节。其中基节是足肢最下部分的一节，普遍粗短。转节常与腿节紧密相连，两者基本没有活动。腿节是最长最粗的节。第四节叫胫节，一般比较细长，长着成排的刺。第五节叫跗节，一般由2-5个亚节组成﹔这种亚节组成的部分具有很好的稳定性能，利于行走。经过漫长的生物进化后腿根部出现倒刺，这样有利于捕捉猎物。昆虫依靠这种腿部结构获得了很好的活动能力。行走是以三条腿为一组进行的，就是一边前后两条腿和另一边中间那条腿。这样就形成了一个稳定的三角形支架结构，这样也是在这种环境中所能达到的最稳定结构，当这三条腿放在地面并向后蹬时，另外三条腿即抬起向前准备替换。前足用爪固定物体后拉动虫体向前，中足用来支持并举起所属一侧的身体，后足则推动虫体前进，同时使虫体转向。这种行走方式使昆虫可以随时随地停息下来，因为重心总是落在三角支架之内。并不是所有成虫都用六条腿来行走，有些昆虫由于前足发生了特化，有了其他功用或退化，行走就主要靠中、后足来完成了。下图为昆虫腿部示意图图2-2综上，六足仿生机器人也依照昆虫的外形，分为主体部分与六足。2.1.2确定腿部关节数量为了达到爬楼梯的功能所以需要三维运动，确定为3个关节。六足仿生机器人的每条腿都有三个关节，三个关节代表了三个自由度，每个自由度都由舵机驱动控制，舵机的位置在身体的四周和各个关节上，以减少肢体的转动惯量，增加机器人的运动灵活性和整体刚性。该仿生机器人共拥有18个自由度，各腿部能够按照已经编辑好的程序灵活运动，运动过程中保证有至少三条腿进行支撑，保证机身的稳定，这一点与六足昆虫高度一致。下图2-3为各关节的模拟图图2-32.2设计机构并绘制机构原理图六足仿真机器人实现的是真正意义上的步行,它的腿应该具备有步行动物最简单原始的功能:迈步与收步。用一个最简单的模型来概括就是机器人的腿应具有绕着某一关节点来回摆动的功能。本课题中机器人腿的结构采用了连杆机构。如图2-3所示:图2-3下图2-4为足肢的模拟仿真图图3六足仿生机器人行走机构设计及动态模拟分析3.1机构可行性与动态模拟分析六足仿生机器人的步态是多样的，其中三角步态是六足步行机器人实现步行的典型步态。（1）三角步态介绍：“六足纲”昆虫步行时，一般不是六足同时直线前进，而是将三对足分成两组，以三角形支架结构交替前行。目前，大部分六足机器人采用了仿昆虫的结构，6条腿分布在身体的两侧，身体左侧的前、后足及右侧的中足为一组，右侧的前、后足和左侧的中足为另一组，分别组成两个三角形支架，依靠大腿前后划动实现支撑和摆动过程，这就是典型的三角步态行走法，如下图所示。图中机器人的髋关节在水平和垂直方向上运动。此时，B、D、F脚为摆动脚，A、C、E脚原地不动，只是支撑身体向前。由于身体重心低，不用协调Z向运动，容易稳定，所以这种行走方案能得到广泛运用。下图为三角步态示意图图3-1（2）机器人行走步态分析：项目设计共使用12个舵机用于步态实现。每条腿上有两个舵机，分别控制髋关节和膝关节的运动，舵机安装呈正交，构成垂直和水平方向的自由度。由于腿只有水平和垂直平面的运动自由度，所以只考虑利用三角步态实现直线行走。分别给12个舵机编号(1～12)，如图所示。图3-2直线行走步态分析由1、2、5、6、9、10号舵机控制的A、C、E腿所处的状态总保持一致（都是正在摆动，或者都在支撑）；同样，3、4、7、8、11、12所控制的B、D、F腿的状态也保持一致。当处在一个三角形内的3条腿在支撑时，另3条腿正在摆动。支撑的3条腿使得身体前进，而摆动的腿对身体没有力和位移的作用，只是使得小腿向前运动，做好接下去支撑的准备。步态函数的占空系数为0.5，支撑相和摆动相经过调整，达到满足平坦地形下的行走步态要求和稳定裕量需求。转弯步态分析项目设计的机器人采用以一中足为中心的原地转弯方式实现转弯，下图为右转的示意图，图中E腿为支撑中足。右转弯运动的过程如下：1）首先A、C、E腿抬起，然后A、C腿向前摆动，E腿保持不动，B、D、F腿支撑。2）A、C、E腿落地支撑，同时B、D、F腿抬起保持不动。3）A、C腿向后摆动。整个运动过程中B、D、E、F不做前后运动，只是上下运动。图3-34三维设计4.1介绍solidworksSolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。由于使用了WindowsOLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核(由剑桥提供)以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。Solidworks软件功能强大，组件繁多。Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。我们采用的是solidworks2014版。4.2用solidworks设计三维示意图5总结与展望5.1总结本次课题我的任务是六足仿生机器人机构与设计分析，我的主要任务是确腿部关节数量，腿部的机构以及整体的可行性分析。六足机器人具有高适应性，不易侧翻，可爬楼梯等优点，同时六足机器人设计难度不大，生产运输方便，且适合城市，丛林等大多数环境。本次课题对我是一次非常重要的学习机会，分析设计当中要熟悉机械原理等专业课程，也学会solidworks的操作。同时让我对六足机器人的设计有了较为清晰的认识，懂得了机器人步态原理，也通过同组同学的设计任务知道了六足机器人受力的分析，让我对机器人设计有了自己的思路。5.2展望六足仿生机器人是机器人发展中的重要一环，它完美的体现了昆虫类仿生机器人的优点。六足仿生机器人要融合机械设计与程序设计，在人工智能时代的大潮中有光明的发展前景。六足仿生机器人是融合了多学科的高新技术产物，对于它的研究就目前形式来讲，仍处在起步阶段，许多关键技术并没有得到解决，特别是材料和电池技术，同时，许多新的理论和技术也对步行机器人的领域渗透性提出了新的要求，极大地拓展了六足仿生机器人的研究方向。基于六足仿生机器人的运动学和动力学的研究，将发挥更重要的作用。由经验得出，认为六足仿生机器人未来的研究将在以下几个方面进一步拓展：动力学分析理论，虽然它有很多动力学算法被提出，但在系统包括闭环需要考虑的情况下，柔性连杆机构需要大量的计算，不能满足实时控制的要求；六足机器人的能耗、行走机器人的运动能耗比做相同运动时动物的能耗大，这限制了其应用步行机器人运动时间，关于减少能耗方面仍需科研人员的不懈努力；步行机器人的机动性、柔韧性等方面都远未达到昆虫和动物的柔韧性，而且存在速度慢、效率低等问题。这一部分的深入研究也将是今后提高仿生机器人灵活性和效率，充分发挥六足仿生机器人优势的研究重点。研究或成果与社会、环境、文化、经济、环保等关系六足机器人能比其他类型的机器人具有更加广泛的应用价值，六足机器人的研究过程中会提高智能控制的水平，提高对肢体机械的研究成果。六足机器人在城市灾难中具有难以替代的重要作用，比如地震过后的危房，六足机器人携带生命探测仪进去执行任务会比人工更为安全。在社会生活中，六足机器人可以担任巡逻任务，或者在拥堵路断替交通警察执行任务。在我国青藏高原地区，交通非常不方便，特别是在中印边界无法大规模驻军情况下六足机器人可以担任巡逻警告任务。六足机器人在生产生活中的高适应性能在中国制造2025中贡献一份力量，他能取代很多危险岗位也能降低成本。在太空探测中，六足仿生机器人能够通过安装摄像头的方式实时传输数据，多自由度的灵活性能到达一些轮腿式探测机器人无法到达的地方，有效的动力学分析和运动仿真能保证在太空这种没有能源供给的条件下，机器人能够使用最节能的步态，最低能源损耗的运动方式。随着全球人工智能的快速发展，六足机器人与之相结合将对生活造成巨大的改变，它能有效的降低成本并创造更加广阔的发展前景随着仿生机器人应用日益广泛，社会生产效率也有显著提高，从而进一步加快社会经济发展。我国在传统工业领域落后西方，如果能够在仿生机器人领域占据先机必然能够如同互联网产业一样在全球拥有较重的分量，也能进一步缩短和发达国家特别是美国的科技产业差距。致谢在毕业设计中我始终都能得到学校，熊征老师的帮助和提醒。在老师耐心的讲解下我对自己的任务，要学习的知识，需要了解的领域有清晰的认识，从开题报告开始老师就帮我们分析纠错，对我们的进度也严格要求。同时也要感谢同学们的支持与鼓励。最后也要感谢学校，学院，辅导员和各科老师对我的教育与栽培。祝老师们身体健康，祝同学们工作顺利。参考文献许宏岩,付宜利,王树国,刘建国.仿生机器人的研究.机器人.2004,26(3):283-288J.Ayers,J.Witting.BiomimeticApproachestotheControlofUnderwaterWalkingMachines.PhilosophicalTransactionsoftheRoyalSocietyA.2007,365:273-295R.D.Quinn,G.M.Nelson,R.J.Bachmann.ParallelComplementaryStrategiesforImplementingBiologicalPrinciplesintoMobileRobots.TheInternationalJournalofRoboticsResearch.2003,22(3):169-186陈学东,周明浩,孙诩,贾文川.模块化多足步行机器人的运动控制系统研究.中国机械工程.2006,17(10):1071-1074陈学东,孙诩,贾文川.多足步行机器人运动规划与控制.华中科技大学出版社,2006:295-338B.L.Luk,D.S.Cooke,S.Galt,A.A.Collie,S.Chen.Intelligen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