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編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告
題 目： 四足機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
院 （系）：
專 業(yè)：
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師單位：
姓 名：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)等
1 主要內(nèi)容：四足機(jī)器人作為仿生機(jī)器人的一種形式，在國內(nèi)外得到了廣泛的研究。四足機(jī)器人步行腿具有多個(gè)自由度, 落足點(diǎn)是離散的, 故能在足尖點(diǎn)可達(dá)域范圍內(nèi)靈活調(diào)整行走姿態(tài), 并合理選擇支撐點(diǎn), 具有更高的避障和越障能力。本任務(wù)要求從模仿四足哺乳動(dòng)物行走的角度思考，設(shè)計(jì)出四條腿具有相應(yīng)自由度的四足機(jī)器人。
2 重點(diǎn)：掌握機(jī)械設(shè)計(jì)原則及機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；了解四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征；設(shè)計(jì)出四條腿具有相應(yīng)自由度的四足機(jī)器人機(jī)械機(jī)構(gòu)。
3 難點(diǎn)：機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征；機(jī)器人結(jié)構(gòu)的自由度；相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算和機(jī)械設(shè)計(jì)圖。
2．準(zhǔn)備情況（查閱過的文獻(xiàn)資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件等）
1 查閱文獻(xiàn)資料
[1] 張錦榮,趙茜. 四足機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 現(xiàn)代制造工程. 2009(08):146-149.
[2] 孫群,桑春蕾,林寶龍. 四足機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)虛擬設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)彎機(jī)構(gòu)理論分析[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2009(08):183-185.
[3] 何冬青，馬培蓀，曹曦等. 四足機(jī)器人對(duì)角小跑起步姿態(tài)對(duì)穩(wěn)定步行的影響[J]. 機(jī)器人，2004，26（6）：529～532
[4] 黃博，王鵬飛，孫立寧. 基于行為模式的復(fù)合運(yùn)動(dòng)方式四足機(jī)器人研究［J］.中國機(jī)械工程，2007，18（18）：2159～2162
[5] 陳學(xué)東，郭鴻勛，渡邊桂吾. 四足機(jī)器人爬行步態(tài)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析［J］. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2003，39（2）： 8～12
[6] 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.
[7] 秦大同,謝里陽.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手持[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2011.
[8] 張軒，王停戰(zhàn)，郭旭偉. AutoCAD 2007機(jī)械制圖基礎(chǔ)與工程范例[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.
[9] 鄭文緯，吳克堅(jiān)主編.機(jī)械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社，1997.
[10] 張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2007.
[11] Siegwart, R., Nourbakhsh, I.R.: Introduction to Autonomous Mobile Robots[M]. Cambridge: The MIT Press, 2004.
2 調(diào)研情況：20世紀(jì)60年代，四足步行機(jī)器人的研究工作開始起步。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)器人控制技術(shù)的研究和應(yīng)用，到了20世紀(jì)80年代，現(xiàn)代四足步行機(jī)器人的研制工作進(jìn)入了廣泛開展階段。清華大學(xué)所研制的一款四足步行機(jī)器人，它采用開環(huán)關(guān)節(jié)連桿機(jī)構(gòu)作為步進(jìn)機(jī)構(gòu)，通過模擬動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，實(shí)現(xiàn)比較穩(wěn)定的節(jié)律運(yùn)動(dòng)，可以自主應(yīng)付復(fù)雜的地形條件，完成上下坡行走，越障等功能。四足機(jī)器人是一門集仿生學(xué)，機(jī)械學(xué)及控制工程學(xué)等多學(xué)科融合交匯的綜合性的學(xué)科。不僅涉及到線性，非線性，基于多種傳感器信息控制以及實(shí)施控制技術(shù)，而且還囊括了復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的建模，數(shù)字仿真技術(shù)及混合系統(tǒng)的控制研究等方面的技術(shù)。其發(fā)展往往代表一個(gè)國家的科技實(shí)力和機(jī)電一體化的最新產(chǎn)品。在人類社會(huì)中，存在人類無法到達(dá)的地方和可能危機(jī)人類生命的特殊場合，如工地，防災(zāi)救援現(xiàn)場等許多領(lǐng)域，對(duì)這些復(fù)雜環(huán)境的不斷探索和研究往往需要有機(jī)器人的介入。與輪式或履帶式機(jī)器人相比，由于足式機(jī)器人的立足點(diǎn)是離散的點(diǎn)，可以在可能到達(dá)的地面上選擇最優(yōu)的支撐點(diǎn)，足式機(jī)器人對(duì)崎嶇路面也具有很好的適應(yīng)能力。
3 現(xiàn)有設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件：計(jì)算機(jī)一臺(tái)；相關(guān)軟件（AutoCAD2007、CAXA電子圖板2013-機(jī)械版）
3、實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料
1 實(shí)施方案：
1） 在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，了解和掌握四足機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
2） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案，初步選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)。
3） 步行機(jī)構(gòu)方案，縮放機(jī)構(gòu)、瓦特型機(jī)構(gòu)、斯蒂芬森型機(jī)構(gòu)等可以作為步行機(jī)構(gòu)。
4） 步態(tài)方案，對(duì)角小跑步態(tài)（trot步態(tài)）、單側(cè)小跑（pace步態(tài)）等。
2 進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃：
（1） 第1周：搜集整理并認(rèn)真閱讀課題相關(guān)的中文及外文文獻(xiàn)；撰寫開題報(bào)告；（2） 第2-3周：學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)和AutoCAD 和CAXA電子圖板2013-機(jī)械版軟件，熟悉機(jī)械零件的三維建模以及二維零件的繪制；
（3） 第4周—第6周：確定四足機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案，完成四足步行機(jī)器人 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成四足機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃與仿真；
（4） 第7周—第8周：運(yùn)用軟件繪制四足機(jī)器人的裝配圖及其主要零 件圖；
（5） 第9周—第10周：編寫和整理畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；
（6） 第11周：修改、完善并打印裝配圖、零件圖及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，提交畢業(yè)設(shè) 計(jì)；
（7） 第12周：準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
3 預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料
（1） 二萬字左右的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）；在畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中必須包括詳細(xì)的300-500個(gè)單詞的英文摘要；
（2） 完成與課題相關(guān)，不少于1萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）；
（3） 相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算及機(jī)械設(shè)計(jì)圖，繪圖工作量折合A0圖紙3張以上；
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師（簽字）：
年3月8日
開題小組意見
開題小組組長（簽字）：
年3月8日
院（系、部）意見
主管院長（系、部主任）簽字：
年3月8日
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