开题报告----两足行走机器人身体及头部结构部分设计

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 头部及身体结构部分的设计 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 本文有四个部分，详细介绍了研究机器人的原因，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 原因 前景 现状及发展趋势 1 1 研究两足步行机器人的原因研究两足步行机器

2、人的原因 世界著名机器人学专家，日本早稻田大学的加藤一郎教授说过：“机器人应当具有 的最大特征之一是步行功能”。步行功能的具备为扩大机器人的应用领域开辟了无限广 阔的前景研究两足步行机器人的原因，概括起来有如下 4 个：(1)我们希望研制出两足 步行机构，使它们能在许多结构性和非结构性环境中行走，以代替人进行作业或延伸和 扩大凡类的活动领域。(2)我们希望更多地了解和掌握人类的步行特性，并利用这些特 性为人类服务。(3)两足步行系统具有非常丰富的动力学特性，在这一方面的研究可以 拓宽力学及机器人学的研究方向。(4)两足步行机器人可以作为一种智能机器人在人工 智能中发挥重要的作用 1。 2 2

3、两足步行机器人应用前景两足步行机器人应用前景 实用的两足步行机器人由两条腿和一个平台(腰部)组成。 腿的作用是为平台提供移 动能力，而平台的作用则是提供一个基础，以便安装机械手、CCD摄象机、机载计算机 控制系统和蓄电池。显然，这种带机械手的两足步行机器人能非常灵活地从事较多的工 作。但是，对于这种两足步行机器人来说，平台的稳定性对于有效地控制机械手末端操 作器的位置和姿态是至关重要的， 而两条腿的步态又对平台的稳定性起决定作用。 因此， 如何规划好腿的步态， 协调地控制两条腿的运动以保持平台及整个两足步行机器人的稳 定就成为一个主要问题 2。 目前，两足步行机器人的应用领域主要是康复医学。从

4、长远来看，两足步行机器人 在无人工厂、核电站、海底开发、宇宙探索、康复医学以及教育、艺术和大众服务行业 等领域都有着潜在而广阔的应用前景 3。 3 3 两足步行机器人研究的现状两足步行机器人研究的现状 从8O年代中期到现在，虽然理论研究和样机研制不象1985年以前那样丰富，但也颇 具特色。重要的是，国内正是在这一时期全面开展了两足步行机器人的研究。下面，首 先看看美国的有关情况 4。 1985年， 美国的Hodgins和Raibert等人研制了一个用来进行奔跑运动和表演体操动 作的平面型两足步行机器人，这个机器人有3个自由度。1986年，他们用这个机器人进 行奔跑实验，着重研究奔跑过程中出现的弹射飞行状态。在实验中，这个机器人的最大 速度高达4.3米/秒。1988年和1990年，他们又用这个机器人进行翻筋斗动作实验。 Hodgins和Raibert研究这两种运动是因为它们含有丰富的动力学内容， 尤其是两者都具 有弹射飞行状态 5。 在美国研究两足步行机器人的科学家中，郑元芳(Y.F.Zheng)博士是一个非常杰出 的人物。他在80年代初由