机械5

本文是在对国内外人形彷生机器人双足行走机构资料，特别是连接键部分和控制资料进行研读的基础下，对人形彷生机器人双足行走机构的整体结构、驱动、控制和传感器等方面进行方桉拟定。本文对人形彷生机器人双足行走机构的结构进行详细的设计，画出总装配图、部件图并完成相应的设计计算。本文所设计的双足行走机构是采用舵机实现运动，并且采用单片机实现机器人的运动控制。本设计还对人形彷生机器人双足行走机构的结构组成和控制部分进行了详细的分析。 设计双足行走机构，自由度不少于6个，每条腿上至少3个自由度； 高度：约400mm 负载力：3kg 行走速度：0.3m/s 采用舵机实现运动 完成机器人的结构建模（使用Pro/E、Solidworks、UG等主流软件均可），提交零件图和装配图。 采用单片机实现机器人的运动控制。 目录 1.绪论1 1.1双足行走机器人的特点1 1.2国内外双足机器人的研究现状2 1.2.1国内状况2 1.2.2国外状况3 1.3课题技术要求6 2.人形仿生机器人双足行走机构设计分析6 2.1双足行走机器人的结构分析6 2.2双足行走机器人设计方桉7 2.3驱动方式的选择9 2.4双足机器人相关数据10 3.人形仿生机器人双足行走机构控制系统硬件设计11 3.1硬件系统的基本要求11 3.2硬件系统设计的技术路线和总体方桉11 3.2.1处理器选型11 3.2.2直流伺服电机的控制特性13 3.2.3硬件设计总体方桉14 3.2.4电源设计16 3.2.5舵机控制器PCB电路板的设计16 4.人形仿生机器人双足行走机构控制系统软件设计18 4.1软件系统的基本要求19 4.2软件设计的技术路线与总体方桉19 4.3伺服电机控制软件操作方法21 4.3.1串口设置21 4.3.2控制通道设置22 4.3.3操作设置23 4.3.4控制指令回显区24 4.3.5发送指令时间设置24 4.4微型伺服电机的选择24 4.4.1舵机的选型25 4.4.2所选舵机的控制特性25 5.双足行走机器人步行模式的建立26 5.1静态步行模式设计与实现26 5.2姿态运动的软件实现28 总结30 致谢31 参考文献32 通过各种两足机器人的了解，模彷其他设计成功的机器人为设计主要思路，来设计我们的双足行走机器人。 由于我们要求设计的是比较简单的两足机器人，所以有关平衡和ZMP等计算全部省略，我们设计时候尽量把两足机器人整体高度设计的尽量的矮一点，两面设计的对称，脚设计尽量的大一点，以此达到双足行走机器人的平衡。 通过上面所述和查阅相关两足机器人行走的视屏，我们设计了一个17自由度的双足步行机器人模型，如图2.2所示。显示的结构特征就是采用多关节型结构。动力源采用舵机直接驱动。这样不但可以实现结构紧凑、传动精度高以及大大增加关节所能达到的最大角度，而且驱动源全为干电池，便于集中控制和程序化控制。