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(终稿)六足爬行机器人控制系统设计.doc(最终版) (终稿)六足爬行机器人控制系统设计.doc(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 07:30:53

《(终稿)六足爬行机器人控制系统设计.doc(最终版)》修改意见稿

1、“.....机器人转弯当左右两 个舵机相位相差度时,机器人前进或后退。 摘要 机器人是机构学运动学控制理论等学科发展水平的综合体现,是当前国内外研究 的热点问题之。 从仿生学的角度,昆虫的生理构造及行为是比较容易模仿的,我们的机器人正是在模 仿六足行走的动物,该机器人是个仿生六足行走的机器人,通过对伺服马达的精确控制, 模拟六足动物的行走步态,实现行走急跑转弯等各种步态行为,并能在各种地面环境 下进行步态的智能调整,自适应光滑地面粗糙地面沙石地面湿泥地面等恶劣的路面 环境。 分析六足爬行机器人步进,参照实体机器人结构尺寸利用软件设计机器人结构 零部件的尺寸,及其整体结构尺寸。 该机器人通过红外发射模块红外接收模块及相应的辅助电路制实现三角 步态行走,实现诸如直线行走倒退转弯等基本功能......”

2、“..... 图书分类号 密级 毕业设计论文 红外遥控六足爬行机器人控制系统设计 学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师 年月日 体方案 经过对方案设计要求的分析论证,采用单片机控制平台,经过红外遥控器发送的信号, 控制运动模块各电机的运动方式,进而控制六足机器人的运动。 系统框架图如图 图系统总体框图 系统方案论证 机器人行走方案论证 方案现在常见的六足机器人行走以每个足上有几个舵机来实现多自由度的运动,行走 稳定,且可实现许多种方式的行走。但花费的较大。 方案二经大量的查阅资料,我找到了以中每个腿只有个自由度也能实现前进,后退, 转弯运动的方案......”

3、“.....行走起来姿态不是很好。 鉴于自己能力有限等方面,选择第二种方案。 机体方案论证 方案自己制作车体。 经过反复考虑论证,决定使用三角步态方案后面有详细介绍,此方案以每三个足为 组,分成两组运动,三角稳定性良好,制作的车体和腿部使用有机玻璃为材料,比较轻,可以 减少驱动设备的负担,比较经济。 方案二购买现成机体。 比较昂贵且本设计方案结构简单,无需购买。 控制器方案论证 按照题目要求,控制器主要用于控制电机,红外遥控器将信号传输给控制器,控制器做出 相应处理,实现电机的前进和后退,转向。 方案可以采用为系统的控制器,优点是该系统功能强大,片上外设集成度搞密度 高,提高了稳定性,系统的处理速度也很高,适合作为大规模实时系统的控制核心。 方案二采用作为系统控制的方案。单片机算术运算功能强,软件编程 灵活自由度大......”

4、“.....成本也比低。考虑到性价比问题,本设计 选择用单片机做控制器。 综合以上的优缺点,本设计决定采用第二种方案。 驱动器方案论证 方案直流电机这是最最普通的电机。直流电机最大的问题是无没法精确控制电机转 的圈数,也就是位置控制,必须加上个编码盘,来进行反馈,来获得实际转的圈数。但是直 流电机的速度控制相对就比较简单,用种叫脉宽调速的调速方法可以很轻松的调节 电机速度。现在也有很多控制芯 行走的腿部运用舵机驱动,且每个足只有个自由度。 采用单片机主控制器。 采用双电源供电,电压经转化为后供单片机使用,干电池供舵机使 用。 使用简单的红外遥控器控制机器人的行走。 六足机器人的步态规划 行走原理 六足纲昆虫蟑螂蚂蚁等步行时,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......”

5、“.....右侧的前 后足和左侧的中足为另组,分别组成两个三角形支架。当组三角形支架中所有的足同时提 起时,另组三角形支架的三只足原地不动,支撑身体并以中足为支点,前后胫节的肌肉收缩, 拉动身体向前,后足胫节的肌肉收缩,将虫体往前推,因此身体略作以中足为支点的转动,同 时虫体的重心落在另组三角形支架的三足上,然后再重复前组的动作,相互轮换周 而复始。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。这就 是典型的三角步态行走法。运动时六腿呈两组三角形交替支撑迈步前进。其行走轨迹并非是 直线,而是呈之字形的曲线前进。 本设计采用三角步态的运动示意如图所示。,腿联动腿联动腿也是联动。 接触地面的腿如图中黑方块所示,形成了稳定的三角形结构。这样模型通常会保持直立平稳 的走姿而不会在走路时跌跟头......”

6、“.....总共实现前 进,后退,前左传,后左传,前右转,后右转六种运动姿态,这也为实现后续控制所要求的复 杂运动提供了机械基础。本机械部分采用了前进,后退,左转,右转四种方式。 图机器人三角步态走法 共用了三个舵机,两个分别在两边,个在中间,每边的前腿和后腿是联动的,只有 个自由度,只能做前后移动中间两条腿是联动的,只能做左右摆动。行走原理是中间的 舵机左右摆动,左中腿和右中腿交替着地,以使两边的腿分时产生推动身体向前的动作,即 左中腿着地时,右前腿片带调速功能的。选购时要考虑的参数是电机的输出力矩,电 机的功率,电机的最高转速。 方案二步进电机它可以个角度个角度旋转,不象直流电机,你可以很轻松的调 节步进电机的转角位置,如果你发个转圈的指令,步进电机就不会转圈,但是如果是 直流电机......”

7、“.....它可能转圈半。步进电机的调速是通过控制电机的频率来获得 的。般控制信号频率越高,电机转的越快,频率越低,转的越慢。选购时要考虑的参数是电 机的输出力矩,电机的功率,每个脉冲电机的最小转角。 方案三微型伺服马达,也叫舵机。它的特点是大扭力,控制简单,装配灵活,相对经 济,但它亦有其不足首先,它是个精细的机械部件,超出其承受能力之外的力会导致其损 坏,其次它内藏电子控制电路,不正确的电子连接也会导致其损坏,因此,有必要在使用前了 解其工作原理,以免造成不必要的损失。 综上所述,根据自己的需求,选择了微型伺服马达为驱动器。 供电单元论证 整个系统需要电源的有红外接收与发射设备,单片机,舵机。舵机需要电压为,需 要通过将电压转换成供电。在舵机和直流电机工作时,电路中的电流会产生较 大的波动。 方案采用单电源供电......”

8、“.....此方案的优点是减少机身的重量,操作简单。但系 统中各个部分所需电压不,通过转换,当同时工作时,可能产生过电流太大,从而 烧坏电压转换芯片,甚至烧坏单片机。同时,较大的电流波动影响单片机的稳定性。 方案二采用双电源供电。 通过两个独立的电源分别对循迹小车模块和清障模块进行供电。此方案的优点是,减少波 动,单片机稳定性比较好,可以让小车更好的运作起来,唯的缺点就是会增加小车的重量。 综合以上的优缺点,本设计决定采用第二种方案。 红外遥控设备论证 本设计需要机器人完成前进,后退,转向运动,运动形式比较少,所以选用简单的四个按 键的遥控器即可。 系统最终方案 经过各方面的论证,最终的方案如下 机体用有机玻璃自行设计尺寸来制造。, ......”

9、“.....所研究的课题应解决以下几个问题 六足机器人整体结构设计通过对六足机器人的了......”

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