机械类专业毕业设计-----步态机器人

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1、- 1 - 目录目录 摘要 . I AbstractAbstractII 第 1 章 绪论 3 1.1 课题的来源及研究的目的和意义 . 3 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 . 3 1.3 本文的主要研究内容 . 8 第 2 章 机器人本体结构设计 9 2.1 多运动方式机器人的工作原理 . 9 2.2 工作要求及技术参数 . 9 2.2.1 技术要求 9 2.2.2 技术参数 9 2.3 主体结构设计 . 10 2.3.1 传动方式 10 2.3.2 主体结构组成 11 2.3.3 材料的选择 12 2.3.4 驱动方式 13 2.3.5 传动机构（足部） 14 2.4 本章小结 .

2、 18 第 3 章 三维结构设计 19 3.1 Pro/E 简介 19 3.2 三维实体装配 . 22 3.2.1 三维实体装配的基本过程 22 3.2.2 机器人的三维实体装配 23 3.3 小结 . 27 第 4 章 运动方程与步态规划 28 4.1 多运动方式机器人运动学分析 . 28 4.1.1 运动学模型 28 4.1.2 并联运动模型和运动方程 28 4.1.3 串联运动学模型及其方程 29 4.2 总体步态规划 . 31 4.2.1 步态术语 31 4.2.2 稳定性原 32 4.2.3 最佳步态 33 4.3 本章小结 . 36 结论 37 - 2 - 致谢 38 参考文献 3

3、9 附录 41 - 3 - 第第1章章 绪论绪论 1.1 课题的来源及研究的目的和意义课题的来源及研究的目的和意义 随着计算机技术、传感器技术的发展，国际上移动服务机器人的研究 与开发速度明显加快，同时人们也深刻地体会到移动机器人的优越性。如 在核工业、化工行业代替工人进行检测、检查等；在办公室、医院、宾 馆、家庭等从事服务；对建筑、大型船体、罐体进行清洗；在有毒环境下 进行自动焊接作业；用于未知星球表面的探测等等。因此发达国家对移动 机器人的研究非常重视，其研究、开发、生产、销售等所带动的行业已初 步形成朝阳产业的雏形和态势。同时，移动机器人技术的研究涉及到先进 机构（如仿生机构、机器人机构

4、重构等） 、机械学、机械力学、人工智能 控制、先进控制算法及理论、多传感器融合技术、拓扑学理论与计算机图 形学、计算机视觉等多交叉学科，对于移动机器人的研究必将促进各相关 学科的发展123。 国际上现有的移动机器人一般都是足式或者轮式机器人。足式机器人 有很好的运动灵活性，避障能力很强，但是现有的机构水平导致运动速度 普遍较低；轮式机器人有较高的运动速度，但是避障能力和非结构环境下 移动性能不够4。而将开展的课题多运动方式四足智能移动机器人的 研究能很好结合轮式机器人和足式机器人的优点，达到良好的运动灵活性 和较高的移动速度，提供良好的应用平台。另外，我国目前在多足移动机 器人领域的研究基本处于空白，而且研究工作没有很好的连续性，因此， 该课题的研究成功必将提升我国在该领域的国际竞争能力。 本课题主要的也是最直接的应用领域是作为特种机器人平台，由于具 有灵活的运动方式和较高的运动速度，所以附加一定的功能装置后可以涉 足人类不宜的场所完成一些危险任务，比如扫雷、探险、排除核污染威胁 等。此外，由于具有较强的环境识别能力和适应能力，本课题还有一个潜 在的重要应用场所