开题报告---两足行走机器人 头部、臂部控制部分设计

1、 毕业设计(论文)开题报告 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 号：号： 专专 业业 ： 机械工程及自动化 设计设计(论文论文)题目题目： 两足行走机器人 头部、臂部控制部分设计 指指 导导 教教 师师: 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文文 献献 综综 述述 摘要摘要 两足步行机器人以其自动化程度最高，动态系统最为复杂，以及丰富的动力学特 性而成为机器人领域理论研究的热点。两足步行机器人类似人类行走，灵巧轻便，对行 走环境有良好的适应性，既能在平地上行走，也能在非结构性

2、的复杂地面行走，因而使 得步行机器人的应用范围大大拓宽，受到国内外学者的广泛关注，在理论和实践方面做 出了卓有成效的研究，开发了多种结构的步行机器人。本文详细介绍了研究两足步行机 器人的组成，机器人的原因，两足步行机器人的应用前景。国内外两足步行机器人的现 状及发展趋势。 关键词关键词 机构 稳定性 自由度 1 1 机器人的硬体组成机器人的硬体组成 机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等组成。 执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动 副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和 运动坐标形式的不同，机器人执行机构可

3、分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关 节坐标式等类型。 出于拟人化的考虑， 常将机器人本体的有关部位分别称为基座、 腰部、 臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）等 1。 检测装置的作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统， 与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。 作为检测装置的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各 部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号 送至控制器，形成闭环控制 2，3。另一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作 业对象及

4、外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达到 更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，向智能化发展，例如视觉、声觉 等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反馈回 路，从而将大大提高机器人的工作精度。 控制系统有两种方式。一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机 完成。另一种是分散（级）式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制，如当采用上、 下两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动 力学计算，并向下级微机发送指令信息；作为下级从机，各关节分别对应一个 CPU，进 行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。根据作业任务要求 的不同，机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力（力矩）控制。 两足步行机器人的机构是所有部件的载体，也是设计两足步行机器人最基本的和 首要的工作。它必须能够实现机器人的前后左右以及爬斜坡和上楼梯等的基本功能，因 此自由度的配置必须合理：首先分析一下步行机器人的运动过程(前向)和行走步骤：重 心右移(