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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）
設(shè)計(jì)(論文)題目：雙足步行機(jī)器人的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：
二級(jí)學(xué)院： 專(zhuān) 業(yè)：
班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)：
提交日期： 年 月 日 答辯日期： 年 月 日
目錄
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
1 緒論 1
1.1 國(guó)外仿人機(jī)器人的介紹 1
1.1.1 HODON仿人機(jī)器人 1
1.1.2 HRP仿人機(jī)器人 2
1.1.3 索尼仿人機(jī)器人 2
1.1.4 韓國(guó)仿人機(jī)器人KHR 3
1.2 國(guó)內(nèi)仿人機(jī)器人的研究 4
1.2.1 “先行者”仿人機(jī)器人 4
1.2.2 BHR-01仿人機(jī)器人 5
2 雙足步行機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 6
2.1 確定基本技術(shù)參數(shù) 6
2.2 雙足步行機(jī)器人的結(jié)構(gòu)分析 6
2.3雙足步行機(jī)器人的自由度配置 9
2.4 驅(qū)動(dòng)方式的選擇和舵機(jī)工作原理 11
2.4.1 驅(qū)動(dòng)方式的選擇 11
2.4.2 舵機(jī)的工作原理 12
3 雙足步行機(jī)器人圖 13
3.1 總體結(jié)構(gòu)三維圖 13
3.2 臂部結(jié)構(gòu)三維 15
3.3 部分零件三維圖 15
總 結(jié) 18
參考文獻(xiàn) 19
致 謝 20
19
摘要
雙足步行機(jī)器人的設(shè)計(jì)
摘 要
機(jī)器人屬于機(jī)電一體化系列產(chǎn)品之一，雙足步行機(jī)器人已經(jīng)成為當(dāng)今科學(xué)家專(zhuān)家們的研究重要對(duì)象。雙足步行機(jī)器人的設(shè)計(jì)研究深入到各個(gè)領(lǐng)域，比如機(jī)械、電子、信息論、人工智能、生物學(xué)以及計(jì)算機(jī)等諸多學(xué)科知識(shí)，機(jī)器人的發(fā)展同時(shí)也促成了這些學(xué)科的發(fā)展。
本文對(duì)一種使用在雙足步行機(jī)器人結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并完成總裝配圖和零件圖的繪制。要求對(duì)機(jī)器人模型進(jìn)行分析，估算各關(guān)節(jié)所需轉(zhuǎn)矩和功率，完成鴕機(jī)的選型。
關(guān)鍵詞：機(jī)械臂，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，雙足步行機(jī)器人，鴕機(jī)
Abstract
Anthropomorphic Walking Robot Design
Abstract
Robot is a typical mechatronic products, anthropomorphic robot walking robot is a hot research field. Anthropomorphic walking robot requires a combination of mechanical, electronic, information theory, artificial intelligence, biology and computer knowledge, and many other disciplines, while its own development but also promote the development of these disciplines.
This paper, an anthropomorphic walking robot for use in structural design, and complete drawing and part drawing general assembly drawings. Requirements for the robot model is analyzed to estimate the required torque and power of each joint, complete selection of ostrich machine.
Keywords: arm, structural design, anthropomorphic walking robot, ostrich machine...
1 緒論
1 緒論
1.1 國(guó)外仿人機(jī)器人的介紹
在機(jī)器人，美國(guó)是機(jī)器人的第一項(xiàng)研究中，但日本后來(lái)居上，優(yōu)良的機(jī)械技術(shù)和半導(dǎo)體結(jié)合起來(lái)，在這方面，美國(guó)是世界上第一臺(tái)機(jī)器人。目前，80％的在日本機(jī)器人全世界生產(chǎn)。人形機(jī)器的發(fā)展始于20世紀(jì)60年代末，只有三，四十年本世紀(jì)。然而，研究進(jìn)展迅速人形機(jī)器人。許多科學(xué)家都參與了這方面的研究已經(jīng)成為在機(jī)器人研究領(lǐng)域中最重要的項(xiàng)目之一。許多國(guó)家在國(guó)際研究，但每個(gè)國(guó)家都有其自身的特點(diǎn)：日本傾向于模仿人類(lèi)的??活動(dòng)，主要是在歐洲，醫(yī)療服務(wù)，特別是在美國(guó)用于軍事目的。
1.1.1 HODON仿人機(jī)器人
根據(jù)最有影響力的本田人形機(jī)器人人形機(jī)器人。 1996年，當(dāng)?shù)诙咎镱?lèi)人機(jī)器人原型P2（圖1.1A），他的秘密（高度1820毫米，寬度600毫米的機(jī)身重量210千克，共出版的成功開(kāi)發(fā)出來(lái)后10年30自由度），健身震驚國(guó)際機(jī)器人。 P2是世界無(wú)限制的樓梯往下走的第一個(gè)人形機(jī)器人。研究P2跳下機(jī)器人兩足步行推向了高潮，使得本田在這一領(lǐng)域的絕對(duì)的世界領(lǐng)先地位。 1997年12月本田（1800毫米高度1600從原來(lái)的210公斤毫米減壓130千克）發(fā)布P3型雙足機(jī)器人（圖1.1B）和P2型相差無(wú)幾，但重量減輕和高度以及使用新材料鎂[3]。
2000年，P2和P3 ASIMO（圖1.1C），1200毫米高450毫米的機(jī)身寬度問(wèn)世的縮小版，重物52公斤，有26個(gè)自由度，不僅為步行，爬樓梯，各種聲音識(shí)別，也由攝像機(jī)頭捕獲的圖像和預(yù)先設(shè)計(jì)的程序來(lái)識(shí)別各種手勢(shì)和身體動(dòng)作10個(gè)不同的面。
跑步人形機(jī)器人，以最新的技術(shù)。一旦在一定的時(shí)間段的執(zhí)行，用他的腳關(guān)同時(shí)地面期間的機(jī)器人。目前，ASIMO的腳從地面到0.08s，新一代50毫米的距離跳投。檢查浮動(dòng)平衡，本田改善四肢和關(guān)節(jié)體控制和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)腰部的控制的結(jié)構(gòu)，改進(jìn)的快速流動(dòng)的控制進(jìn)行了改進(jìn)中發(fā)揮重要作用[3]。
圖1.1 HODON仿人機(jī)器人
1.1.2 HRP仿人機(jī)器人
工業(yè)技術(shù)日本（METI）研究所于2002年在1998年開(kāi)始研究人形機(jī)器人項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)五年的項(xiàng)目，應(yīng)用，HRP（圖1.2）機(jī)器人系列的開(kāi)發(fā)。的HRP2155厘米身高，體重54千克有32個(gè)自由度，特別是6×2（腿）+6×2（ARM）2（腰）2（主要）+2×（平均）= 32-2 HRP臂具有六個(gè)自由度（肩3，第一肘，腕2），和一個(gè)較強(qiáng)的工作能力。腰圍兩個(gè)自由度，這使得它可能的上漲后，他的第一個(gè)機(jī)器人人形下降。兩側(cè)連接到大腿懸臂懸垂，從而增加了腿的靈活性，使得兩個(gè)支路可以外腿之間相對(duì)小的碰撞內(nèi)實(shí)現(xiàn)臀部，行走步驟函數(shù)模型。圖1.2。
圖1.2 HRP仿人機(jī)器人
1.1.3 索尼仿人機(jī)器人
2000年11月，索尼推出了一款仿人機(jī)器人SDR-3X娛樂(lè)公司（索尼夢(mèng)機(jī)器人-3X），SDR-3X是一種小型人形機(jī)器人。規(guī)格為高度為500mm，5公斤，共24個(gè)自由度的寬度220毫米包重量。的自由度的分布：二，軀干2.4每個(gè)臂，每條腿6. SDR 3X七動(dòng)作（1）最多為15米/分鐘向前/向后/向上橫行，（2）促進(jìn)旋轉(zhuǎn)速度（異步傳輸90度），（3）從仰臥位/楊州（4）單腿站立（也做在一個(gè)斜坡上）工藝（5），走在凹凸不平的地面這個(gè)動(dòng)作; （6）打（7）舞。 2003年，SDR機(jī)器人SDR-4X SDR 4XII最新型的改進(jìn)版（如圖1.3）出580毫米，寬270毫米機(jī)身，重量為7公斤，共有38個(gè)自由度?，F(xiàn)更名為QRIO。 QRIO不僅能夠行走，還可以躺下，站起，多機(jī)器人同步舞蹈。作為一個(gè)娛樂(lè)機(jī)器人，可以與他人共同生活，帶來(lái)的樂(lè)趣和享受。 QRIO很快就會(huì)上市銷(xiāo)售。如圖1.3所示。
圖1.3 索尼仿人機(jī)器人
1.1.4 韓國(guó)仿人機(jī)器人KHR
KAIST（韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院）于2002年1月，在智能機(jī)器人的發(fā)展，今年八月發(fā)展吳君浩教授正式開(kāi)發(fā)，智能機(jī)器人韓國(guó)KHR-1的首體，并于2003年1月運(yùn)行khr- 1。然后身體（圖1.4左）十二月KHR-2開(kāi)發(fā)，只能機(jī)器人在2004年8月執(zhí)行shutdown線。 KHR-1 1200毫米高，體重48公斤，共21個(gè)自由度，下部構(gòu)件12，臂8，腰部。 KHR-2 1200mm高度，秤砣54公斤，有41個(gè)自由度，其蔓延：前六，八臂，手和腿14 12. 2004年12月22日，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院已成功開(kāi)發(fā)出新型智能機(jī)器人“HUBO”，新的智能機(jī)器人高度1.250毫米，體重宣布300 mm的前55千克類(lèi)型，可以運(yùn)行識(shí)別和語(yǔ)音1.2公里，距離眼睛能轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)小時(shí)，合成，并具有良好的功能視覺(jué)。 41連接器，輕輕打開(kāi)五指分開(kāi)的活動(dòng)，與人握手，“石頭，剪子，布”游戲，會(huì)跳布魯斯舞。
圖1.4 KHR-2和Hubo仿人機(jī)器人
1.2 國(guó)內(nèi)仿人機(jī)器人的研究
中國(guó)在“六五”計(jì)劃，以解決機(jī)器人列國(guó)家重大研究計(jì)劃的內(nèi)容，撥巨款在全國(guó)第一個(gè)機(jī)器人的研究示范項(xiàng)目的沉陽(yáng)，展開(kāi)了全面的理論和基本組件機(jī)器人基地。在過(guò)去的十年中，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了教學(xué)和演奏治療，點(diǎn)焊，弧焊的類(lèi)型，生產(chǎn)噴涂，裝配工業(yè)機(jī)器人和水下作業(yè)，軍事和特種機(jī)器人的完整范圍。此時(shí)，教學(xué)和機(jī)器人技術(shù)的類(lèi)型的播放已經(jīng)變得成熟，以及促進(jìn)在植物中使用的。長(zhǎng)春第一輛車(chē)的作品，自己的油漆生產(chǎn)線操作機(jī)器人東風(fēng)汽車(chē)工廠。國(guó)家發(fā)展計(jì)劃863高科技始于1986年3月，被列入研究，智能機(jī)器人內(nèi)容的開(kāi)發(fā)。現(xiàn)在，我們必須加快生產(chǎn)和應(yīng)用，與中國(guó)國(guó)情相結(jié)合，生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，實(shí)用機(jī)器人和特種機(jī)器人。
這項(xiàng)研究還支持國(guó)家人形機(jī)器人863和自然科學(xué)基金項(xiàng)目時(shí)，連續(xù)多年，如國(guó)防科技大學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，北京理工大學(xué)，清華大學(xué)，上海交通大學(xué)，理工大學(xué)和永久的一部分中國(guó)已建立了一個(gè)原型人形機(jī)器人開(kāi)始[4]。
1.2.1 “先行者”仿人機(jī)器人
在中國(guó)，國(guó)防，科學(xué)技術(shù)是機(jī)器人的第一發(fā)展?？萍疾亢蛧?guó)防科技大學(xué)于1988年研制成功的聯(lián)合計(jì)劃6英尺，1990年，1210，系統(tǒng)空間公共關(guān)節(jié)機(jī)器人，人類(lèi)行走的基本任務(wù)開(kāi)發(fā)的。
2000年11月30日，先進(jìn)的機(jī)器人在國(guó)防科技大學(xué)研制成功。 “先鋒”的高度140厘米，體重20公斤，上肢和下肢模仿簡(jiǎn)化，旋轉(zhuǎn)15度，可以是在地面上。向前，向后，向左，右，左，右移動(dòng);手臂旋轉(zhuǎn)頭可以左右旋轉(zhuǎn)的權(quán)利，可以證明所有的目光閃爍。和某些語(yǔ)言技能;動(dòng)態(tài)頻率步驟2秒散??步迅速在小的偏差，在一個(gè)不確定的環(huán)境中運(yùn)行。在機(jī)械結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)，規(guī)劃和協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制的整體結(jié)構(gòu)提出了一些進(jìn)展。但“先鋒”的機(jī)器人的原型，在交通，特別是人的肢體語(yǔ)言的類(lèi)似要求。如圖1所示。
圖1.5 “先行者”仿人機(jī)器人
1.2.2 BHR-01仿人機(jī)器人
目前的結(jié)果是一個(gè)新的發(fā)展，成功的在2002年12月，北京工業(yè)學(xué)院，我們的第一個(gè)真正的人形機(jī)器人BHR01中，“惠童”一個(gè)中國(guó)名字。
身高158厘米和BHR 01，體重76公斤，33度，特別是6×2（的）＋7×2（ARM）+（工具）+（2×2）+（BHR）33。- 01可以模仿。前進(jìn)，后退，邊，角，上樓梯，太極，整個(gè)行動(dòng)。與視覺(jué)、語(yǔ)音對(duì)話、力量、平衡等；1英里每小時(shí)的步伐走路，33厘米；此外，空載運(yùn)行。根據(jù)自己的高度平衡，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的步行道不明。太極拳，BHR - 01的部署，這些特點(diǎn)研制成功，標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)有機(jī)器人機(jī)構(gòu)、控制、傳感器、電源，在一個(gè)高度集成的技術(shù)，如圖1.6所示。。
圖1.6 BHR仿人機(jī)器人
2 雙足步行機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
2 雙足步行機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
2.1 確定基本技術(shù)參數(shù)
為實(shí)現(xiàn)全面自由的制度空間位置的19，可以結(jié)合不同的體育項(xiàng)目，根據(jù)本課題的設(shè)計(jì)可以為以下五種方案：
這是一個(gè)圓柱狀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)兩個(gè)移動(dòng)，共有三個(gè)自由運(yùn)動(dòng)，工作空間圖形是圓柱形的。類(lèi)型和協(xié)同工作的身體條件在同一空間，體積小，而大的運(yùn)動(dòng)。
（b）直角坐標(biāo)直角坐標(biāo)系下的工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，是由三個(gè)正交的空間組成的，圖形是一種梁在軸向位移軸距離，可直接讀出，簡(jiǎn)單，方便的位置、姿態(tài)規(guī)劃，定位精度。一個(gè)簡(jiǎn)單的身體結(jié)構(gòu)，但空間的體積和靈活性較差。
（c）協(xié)調(diào)型球和極性，包括兩個(gè)旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)，即旋轉(zhuǎn)，俯仰和伸展運(yùn)動(dòng)，空間的一個(gè)球，可以上下移動(dòng)和地面運(yùn)動(dòng)可以爬行或工作相對(duì)較低；結(jié)構(gòu)緊湊，大尺寸的特征空間，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
D。也被稱(chēng)為綜合協(xié)調(diào)，機(jī)器人的上肢前臂前三個(gè)關(guān)節(jié)，其中以共同的、普遍的支柱和規(guī)模，這些機(jī)器人臂之間形成后，肩、臂和小臂之間形成的大臂肘，回臂和小臂開(kāi)口。與波的特征。規(guī)模較大的靈活性，工作場(chǎng)所，通用性強(qiáng)，可以通過(guò)一個(gè)對(duì)象的把握。
E面有兩個(gè)共同關(guān)節(jié)；兩個(gè)聯(lián)合檢查之前和之后，從左到右，共同執(zhí)行移動(dòng)是移動(dòng)的，空間的橫截面的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡圖形，矩形，高移動(dòng)連接長(zhǎng)度，共同形成的兩個(gè)角決策的截面尺寸的大小，形狀，在一個(gè)方向的剛度較大的靈活性，在垂直方向。很簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈活，用于裝配組件，特別是小規(guī)格的會(huì)議。
超過(guò)五個(gè)方案，方案不能完全實(shí)現(xiàn)所需的行動(dòng)方案；第二，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的方案，三種方案；五不到這個(gè)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，采取行動(dòng)。研究的四個(gè)方案：決定考慮機(jī)器人。這些節(jié)目的小空間，空間，動(dòng)作靈活，加工精度。
為了深入研究所奉獻(xiàn)的機(jī)器人，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)的機(jī)構(gòu)運(yùn)行，必須深入認(rèn)識(shí)和理解。
2.2 雙足步行機(jī)器人的結(jié)構(gòu)分析
其他人模仿短機(jī)器人的人類(lèi)，再加上一共有52對(duì)上下肢，雙下肢62，在后面的112，胸52，8從腰部，頸部16，比頭部的肌肉25個(gè)。按目前的發(fā)展在科學(xué)判斷，有400雙重作用來(lái)控制推廣多變量系統(tǒng)是不可能的，因此，在步行機(jī)，人們只考慮基本功能的運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)。例如，只有平面或具有屏障[15]的已知周期。
鄭元方博士仿生學(xué)角度出發(fā)做了全面檢查人形雙腿配置自由度機(jī)械手，關(guān)節(jié)力矩短仿人機(jī)器人的配置最低標(biāo)準(zhǔn)的條件下生產(chǎn)。他認(rèn)為，髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的兩個(gè)自由度，在不平的地面上，臀部和反向自由足機(jī)器人，你可以改變行程，踝關(guān)節(jié)和一定程度的自由旋轉(zhuǎn)的方向可以使表面凹凸不平在你的腳下的土地，一個(gè)機(jī)器人銷(xiāo)7×2個(gè)自由度（3髖，膝，1,3腳踝）。
但現(xiàn)在，一個(gè)機(jī)器人或機(jī)器人只能在運(yùn)行規(guī)則，所以在不同的機(jī)構(gòu)有選擇的自由度（6×2髖關(guān)節(jié)，膝關(guān)節(jié)，3，1，2），如：大學(xué)“擊中三大防御先鋒”因此，本田和特別提款權(quán)（SDR）和索尼公司可利歐一起。
機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)器人的控制6×2個(gè)自由度是非常復(fù)雜的。調(diào)查的結(jié)論，根據(jù)目標(biāo)，至少對(duì)于設(shè)計(jì)自由度，在過(guò)去40年中，其它的目的的原則，有很多人有不同程度的機(jī)器人的自由度，根據(jù)工藝穩(wěn)定性，機(jī)器人它們被分為三類(lèi)：
（1）本機(jī)器人靜態(tài)機(jī)器人，COM（中心的支持一直在哈爾濱工程大學(xué)（大量）多邊形內(nèi)部的支持和支撐腿的腳的輪廓，支持兩個(gè)腳的邊緣包圍多邊形），所以只是默默的走著。
（2）動(dòng)態(tài)的機(jī)器人，機(jī)器人依靠，只有確保ZMP（零Momeni一直在支持中心）的多邊形，從而實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)步態(tài)。
（3）完全動(dòng)態(tài)的機(jī)器人，它的踝關(guān)節(jié)上沒(méi)有驅(qū)動(dòng)，基本無(wú)踝關(guān)節(jié)。因此，在支持多邊形的內(nèi)部支持減少到一個(gè)點(diǎn)上，以減少支撐線，所以這類(lèi)機(jī)器人的靜態(tài)平衡，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)行走。
然后，根據(jù)自由至少能夠?qū)崿F(xiàn)類(lèi)似人行走機(jī)器人多個(gè)參考模型，行走的人形機(jī)器人的功能結(jié)構(gòu)的原理。要計(jì)算自由度，我們采用了以下原則：因?yàn)闄C(jī)器人一端固定在機(jī)器人單腿支撐結(jié)構(gòu)開(kāi)放，自由連鎖。機(jī)器人而腿關(guān)閉冗余自由度的鏈結(jié)構(gòu)分析。的自由度的數(shù)目，至少一個(gè)人行走機(jī)器人只有一個(gè)自由度，如圖2.1。
圖2.1這些機(jī)器人不干直接源于兩雙腿并攏。這種類(lèi)型的機(jī)器人的，在理論上，自由的只有一個(gè)度，事實(shí)上，介入，以防止擺動(dòng)腿和地板，腿必須是可伸縮的。兩個(gè)平移自由度，機(jī)器人實(shí)際上三個(gè)自由度。它的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型是像兩只腳的圓運(yùn)動(dòng)的徑向平面平，側(cè)向運(yùn)動(dòng)。在腿上，沒(méi)有冗余自由度。此行走人形機(jī)器人不能保持靜平衡是一個(gè)完全動(dòng)態(tài)的機(jī)器人，當(dāng)時(shí)只有靠重力，可以去的山坡上。
圖2.1 一個(gè)自由度的雙足步行機(jī)器人
圖2.2是一個(gè)四自由度機(jī)器人簡(jiǎn)圖。這種機(jī)器人結(jié)構(gòu)，是由兩條腿和一個(gè)軀干組成的。這個(gè)機(jī)器人的模型飛機(jī)，沒(méi)有橫向移動(dòng)，以避免對(duì)傾銷(xiāo)的定義，兩個(gè)腳，腿上的徑向垂直的平面。的方向上的表面的運(yùn)動(dòng)方案。在五個(gè)離合器（包括船體和結(jié)構(gòu)變化的兩個(gè)腿）和四個(gè)自由度的機(jī)器人。這個(gè)機(jī)器人屬動(dòng)態(tài)型的，可以在水平面內(nèi)直線走了幾步，然后雙腿，因?yàn)橛幸粋€(gè)很大的影響。
圖2.2 四個(gè)自由度的雙足步行機(jī)器人
這是一個(gè)圖2.3八度的機(jī)器人。圖2.3顯示了人形機(jī)器人行走八度的自由。這些包括軀干和兩條腿，臀部和膝蓋關(guān)節(jié)是最高的自由和踝度橫向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度由報(bào)頭和一個(gè)自由度。倒立擺模型作為剛性腳踝從側(cè)縫自由的只有一個(gè)程度的橫向移動(dòng)，使外側(cè)平衡。包括7連桿6，并在運(yùn)動(dòng)的徑向方向上的關(guān)節(jié)。該型機(jī)器人的行走在平坦的山坡上和地板上，上下樓梯。但因?yàn)橹挥幸粋€(gè)踝關(guān)節(jié)的側(cè)面，以使共同驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的性能方面，并且需要控制的更大的精確度，往往轉(zhuǎn)儲(chǔ)輸出側(cè)。
圖2.3 八個(gè)自由度的雙足步行機(jī)器人
該機(jī)器人是在圖2.4示出的真正的自由機(jī)器人12，這三個(gè)自由度漫游器髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)有一定的自由度，只有兩個(gè)度。運(yùn)動(dòng)的表面，包括五道杠，四自由度，包括在酒吧土壤運(yùn)動(dòng)和76度。由于髖關(guān)節(jié)周?chē)拇怪陛S自由轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，這些機(jī)器人可以彎曲期間。六個(gè)這樣的機(jī)器人，這些機(jī)器人的冗余，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的機(jī)器人，可以在一般的水平地面（塑料瓦，地面或草原）和斜坡走也可以走樓梯，旋轉(zhuǎn)和這些機(jī)器人可以很容易的。在手臂和脖子上更普遍的接受。
圖2.4 具有十二個(gè)自由度的雙足步行機(jī)器人
從上面的分析我們可以看出，這類(lèi)機(jī)器人是從完全動(dòng)態(tài)機(jī)器人到動(dòng)態(tài)機(jī)器人。大多數(shù)人在腳支撐期可作為重心腳到另一只腳，但相對(duì)的，在某些時(shí)期，有很多問(wèn)題，無(wú)論機(jī)器人結(jié)構(gòu)的腿，在巨大的沖擊，因此不保證不平衡在膝關(guān)節(jié)，特別是機(jī)器人。
2.3雙足步行機(jī)器人的自由度配置
總之，我們?cè)O(shè)計(jì)了稱(chēng)為XW（XW機(jī)器人機(jī)械手），或腳模式，在圖2.6中普通的結(jié)構(gòu)清除所示的結(jié)構(gòu)特征。該機(jī)構(gòu)可以在地面行走，邊坡等直接與電源驅(qū)動(dòng)，所以不僅結(jié)構(gòu)緊湊，精度與大量增加的最大的角落，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的控制規(guī)律，并對(duì)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
圖2.6 雙足步行機(jī)器人模型
圖2.6經(jīng)過(guò)三次自由人，肩膀和一般自由，無(wú)論兩自由度旋轉(zhuǎn)。肘部和自由，脈沖的自由。自由之前只有兩個(gè)自由度，自由只是一個(gè)膝，髖模擬的三個(gè)垂直要求彼此的行為，而是自由的在機(jī)器人前面的程度可以由沒(méi)有?？紤]。如表2.1。
表2.1 機(jī)器人關(guān)節(jié)編號(hào)
“兩條腿”走路。其中一個(gè)在穩(wěn)定性和靈活性的內(nèi)在動(dòng)力足站立不穩(wěn)的主要問(wèn)題，你可以步行到模仿的動(dòng)作，機(jī)器人的設(shè)計(jì)和規(guī)劃是非常重要的。在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩的問(wèn)題的一個(gè)主要的限制機(jī)構(gòu)的剛度，鉛的腿，如果稅會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞的機(jī)器人重量欄之間的連接材料，操作簡(jiǎn)便，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。等。
基于仿生學(xué)原理，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度比四肢和人類(lèi)肢體的長(zhǎng)度，以提高機(jī)器人的穩(wěn)定性是更大的模型。為了簡(jiǎn)化動(dòng)力計(jì)算和運(yùn)動(dòng)和髖，踝嚙合雙縫結(jié)構(gòu)，削弱和非線性的，并能適應(yīng)的解離飛機(jī)的水平運(yùn)動(dòng)。
材質(zhì)，重量輕，剛性的選擇原則。為韌性斷裂鋁，重量，材料主要原料的機(jī)器人。
2.4 驅(qū)動(dòng)方式的選擇和舵機(jī)工作原理
2.4.1 驅(qū)動(dòng)方式的選擇
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)力量。目前，特別是氣動(dòng)、液壓、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩條腿走路。人的作用相當(dāng)于肌肉中，當(dāng)連桿和關(guān)節(jié)的機(jī)器人提出了骨頭，然后開(kāi)車(chē)在肌肉、移動(dòng)或改變輪胎通過(guò)機(jī)器人的構(gòu)型。必須有加速或減速稅足夠的流量。同時(shí)，駕駛員必須準(zhǔn)確，靈敏且易于光，經(jīng)濟(jì)性，操作和維護(hù)。
現(xiàn)在已經(jīng)有很多驅(qū)動(dòng)器，常用的有如下：
（1）電機(jī)的轉(zhuǎn)向，電機(jī)，電機(jī)直接；
（2）液壓傳動(dòng)；
（3）驅(qū)動(dòng)程序；
（4）形狀記憶合金；
（5）超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器。
剛度和液壓驅(qū)動(dòng)活塞精密一起做。剛性固定的活塞和汽缸油，促進(jìn)氣缸活塞的內(nèi)部壓力的調(diào)節(jié)結(jié)束時(shí)，液壓缸的另一端可以控制活塞油的移動(dòng)量。早在大型工業(yè)機(jī)器人，液壓系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，大重量的轉(zhuǎn)矩、功率高、穩(wěn)定可靠、響應(yīng)速度快、力量、速度、驅(qū)動(dòng)自動(dòng)控制等；在工業(yè)機(jī)器人廣泛用于大規(guī)模，液壓，重扭矩，高功率，穩(wěn)定和可靠，快速反應(yīng)，強(qiáng)度，速度，驅(qū)動(dòng)器和在開(kāi)始自動(dòng)控制，但該方法的成本高，重量和復(fù)雜性可傾倒甚至爆炸，VA和由于其固有的腳大，缺點(diǎn)不可行駛。
氣動(dòng)，成本低，控制簡(jiǎn)單。氣動(dòng)裝置作品和液壓系統(tǒng)的壓縮空氣的供應(yīng)時(shí)，氣缸和工程大學(xué)哈爾濱手動(dòng)控制閥或電磁的線性或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。精密閥門(mén)要求不高氣動(dòng)液壓元件，快速控制，無(wú)污染，但由于位置很難控制，只能免費(fèi)使用（1/2關(guān)節(jié)限制，定義為各種可能的聯(lián)合執(zhí)行類(lèi)型），在一個(gè)簡(jiǎn)單的操作，運(yùn)輸和穩(wěn)定性。除了需要壓縮空氣，水，液壓與氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)更大的能量是不可能實(shí)現(xiàn)的，很難直接應(yīng)用到雙足機(jī)器人系統(tǒng)的行為。
機(jī)器人各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)。出現(xiàn)在電腦前，主要的問(wèn)題是低成本電腦來(lái)控制大量的旋轉(zhuǎn)，因此，最好的線路單元時(shí)。今天的成本，電機(jī)和控制顯著減少，有效利用晶體管構(gòu)成，可以驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)大動(dòng)力。價(jià)格越來(lái)越便宜的微型計(jì)算機(jī)，總成本的比例大大降低了計(jì)算機(jī)機(jī)器人，甚至在每個(gè)自由或微處理器關(guān)節(jié)。根據(jù)以上分析，可以得出結(jié)論，廉價(jià)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，精確且易于管理，可靠，易于使用，機(jī)器人是比較常見(jiàn)的。
直接由發(fā)動(dòng)機(jī)，一直是記憶形成尚處于研究開(kāi)發(fā)階段，在不久的將來(lái)，這將是有幫助的。步行兩條腿。直接驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)中的核電廠的應(yīng)用模式中，信號(hào)是調(diào)制信號(hào)的脈沖寬度，所以很容易用數(shù)字系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)接口。雖然可以使用的數(shù)字設(shè)備的信號(hào)來(lái)控制，如PLC安裝，SCM，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，體積小，輸出扭矩，穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)向齒輪箱，以便廣泛用于該領(lǐng)域機(jī)器人。
2.4.2 舵機(jī)的工作原理
機(jī)器人的電源是研究對(duì)象劃船機(jī)，機(jī)器人控制系統(tǒng)，管理和控制系統(tǒng)有一個(gè)柵欄清華知識(shí)管理是一個(gè)有效的玉駕駛員座椅，廣角需要改變時(shí)，維護(hù)控制，原理劃船機(jī)的工作是：從信號(hào)控制馬達(dá)電路，齒輪傳動(dòng)軸系列，車(chē)輪減速度輸出接收的信號(hào)。輸出軸和連接到旋轉(zhuǎn)電位器的位置反饋控制電路和一個(gè)信號(hào)到控制室節(jié)氣門(mén)位置的電位器，并根據(jù)該決定和旋轉(zhuǎn)速度以停止。
片材接收的接收信號(hào)的調(diào)制路徑，只留下激勵(lì)。這是一個(gè)內(nèi)部參考，為期20，參考信號(hào)寬度為1.5ms，用于與電位器輸出接收DC電壓。最后，在馬達(dá)片的正面和負(fù)面的結(jié)果之間的張力，是相反的決定。讀取電機(jī)，齒輪，使級(jí)聯(lián)電壓你，0，馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)如下。最后，之間的電壓積極的和消極的結(jié)果，在電機(jī)芯片，決定是相反的。
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)。
（2）減速器：降低高速度，獲得的扭矩。
（3）主軸系統(tǒng)：提供你的反饋。
（4）電子控制板：
3 雙足步行機(jī)器人圖
3 雙足步行機(jī)器人圖
3.1 總體結(jié)構(gòu)三維圖
雙足步行機(jī)器人由42個(gè)鋁合金材質(zhì)的零件，19臺(tái)舵機(jī)，145個(gè)螺母螺栓，若干導(dǎo)線，和AVR控制板等組成，理論高約385mm，寬約242mm。
自由度，在最廣泛的意義上說(shuō)，是在一個(gè)特定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)。這是一個(gè)重要的機(jī)器人性能參數(shù)、轉(zhuǎn)向連接。通常伺服多少自由度的數(shù)量。通過(guò)設(shè)計(jì)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在顧及到機(jī)器人類(lèi)似于人類(lèi)。建立的每個(gè)相互自由類(lèi)似于動(dòng)作來(lái)完成。
頭是旋轉(zhuǎn)自由度的自由的只有一個(gè)程度。肩關(guān)節(jié)三個(gè)自由度，并提前度側(cè)無(wú)論旋轉(zhuǎn)自由度。兩個(gè)自由度，自由的在肘部和脈自由度。調(diào)節(jié)踝關(guān)節(jié)有兩個(gè)自由度，向前和自由度側(cè)：膝蓋只是一個(gè)自由前進(jìn)，髖關(guān)節(jié)，以模雙足類(lèi)行為髖理論需要三個(gè)正交的自由，但只有當(dāng)也不是正交度機(jī)器人前進(jìn)，直邊考慮。模型和圖3.1，3.2和3.3所示的那種。
(a) 雙足步行機(jī)器人正面三維圖
圖3.1 雙足步行機(jī)器人正面
圖3.2 雙足步行機(jī)器人反面
圖3.3 雙足步行機(jī)器人側(cè)面
3.2 臂部結(jié)構(gòu)三維
一個(gè)機(jī)器人臂包括六個(gè)部分，兩個(gè)和理論的線程數(shù)，約195毫米，50毫米高。
頂部具有6個(gè)自由度，一定程度的三個(gè)自由度是肩和肘。二自由度控制臂前肩和旋轉(zhuǎn)后，和擺動(dòng)，手肘，自由度控制上下。
初始角度之前安裝舵機(jī)90°，這樣的擺動(dòng)間的上端。致動(dòng)器的最大角度為180°。當(dāng)設(shè)置為90安裝角度°與配件不會(huì)釋放干擾可以完成簡(jiǎn)單的擺臂和左手臂動(dòng)作兼容。參見(jiàn)圖3.4。
(a) 雙足步行機(jī)器人臂部三維圖
3.3 部分零件三維圖
“輝盛”MG945舵機(jī)。如圖3.5所示。
圖3.5 舵機(jī)
這些鋁部件，長(zhǎng)度55，50毫米毫米的寬度。主要用于連接兩個(gè)兩個(gè)孔來(lái)連接轉(zhuǎn)向箱型截面圖3.7。關(guān)于連接軸孔，其特征在于，其中用于連接齒輪連接三個(gè)孔，兩個(gè)軸孔。如圖3.6。
(a) 雙足步行機(jī)器人臂部零件三維圖
圖3.6 臂部零件
專(zhuān)業(yè)的鋁合金尺寸20毫米和32毫米這部分。如圖3.7.het主要通過(guò)轉(zhuǎn)向器，如圖3.7（b）在由螺栓固定在元件4。然后通過(guò)上部和兩個(gè)螺栓圖3.7兩個(gè)連接臂組成，研究最多的是。
(a) 雙足步行機(jī)器人臂部零件三維圖
圖3.7 臂部零件圖
手部零件如圖3.8所示。
圖3.8 手
總結(jié)
總 結(jié)
我們的機(jī)器人的研究和應(yīng)用起步較晚，但隨著國(guó)內(nèi)外機(jī)器人，社會(huì)需求的增加和技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人是一個(gè)快速發(fā)展的各種小批量，生產(chǎn)和提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的需要，是促進(jìn)發(fā)展的一個(gè)直接焊接。由于廉價(jià)的機(jī)器人，簡(jiǎn)單的工作，機(jī)器人焊接。問(wèn)題是在后臺(tái)。這個(gè)問(wèn)題就是在這個(gè)背景下，這是一個(gè)重要的研究課題。本文的主要內(nèi)容如下：
總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)的機(jī)器人腰關(guān)節(jié).
機(jī)器人必須有一個(gè)簡(jiǎn)單的，簡(jiǎn)單的原則，等等。為了這個(gè)目的，六度的機(jī)器人結(jié)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)體部分的自由的設(shè)計(jì)，手臂，手腕。 6百倍。直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)六個(gè)選擇。與第一齒輪傳動(dòng)精度兩級(jí)位置組合；其他五個(gè)共同的齒輪和齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，充分利用大型武器和輕武器的空間，結(jié)構(gòu)緊湊。
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致謝
致 謝
本課題是在導(dǎo)師的關(guān)懷與指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)XX。在三個(gè)月的學(xué)習(xí)和生活中的學(xué)習(xí)、研究、指導(dǎo)老師，我的耐心和關(guān)懷，并提出寶貴的意見(jiàn)。他的老師，我不但學(xué)到了科學(xué)研究的方法也很多，但它的真相。在本文中，且在項(xiàng)目的最后教官XX，老師給了我很大的幫助，不僅是對(duì)我在給定的時(shí)間刻度來(lái)完成，我也學(xué)到了很多有益的經(jīng)驗(yàn)。在這里，我衷心感謝高老師。我也想四年學(xué)習(xí)我的老師的了解，以及曾經(jīng)幫助我的同學(xué)。
經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的工作，畢業(yè)已接近尾聲。由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣的設(shè)計(jì)難免考慮不周的地方。沒(méi)有教師和輔助人員的這一組中的指導(dǎo)，可能不會(huì)是設(shè)計(jì)為成功完成。由于開(kāi)放性的問(wèn)題老師小心地管理設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，從查找數(shù)據(jù)已被有關(guān)更改的具體方案，教師必須提出寶貴意見(jiàn)，讓我受益匪淺。此外，老師會(huì)交流科學(xué)性，準(zhǔn)確性和偉大的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，但我學(xué)習(xí)。再次表示衷心的感謝，本組教師和學(xué)生！
感恩導(dǎo)演和老師幫我！這是辛苦的付出，一旦你有我今天積累的知識(shí)。
最后，感謝人民生活在父母的照顧，我的人生道路上，她總是做每一項(xiàng)成就。