TOP24【毕业设计】四足步行机器人腿的机构毕业设计说明书.doc文档免费在线阅读

根据表中给的数据，得到预想设计的轨迹图为下图所示。

图预想设计的轨迹图黑龙江八农垦大学毕业论文设计同时根据优化出来的尺寸，用模拟的腿的轨迹如下图所示图用模拟的腿的轨迹由所绘出的图，可以看出优化出来的尺寸，实际轨迹与预先设计的轨迹是相符的同时，该优化出来的尺寸也满足预先选定步行机构的步距，抬足高度的要求。

机器人腿足端的运动分析由上面分析，可以知道端点的位置坐标为为主动杆该机器人为足式机器人的经典结构，但速度缓慢，步行速度千米时。

图上海交通大学的二种四足步行机器人清华大学机器人实验室研制的全方位四足步行机器人，如图所示，它采用平面四杆缩放千克，腿为开式链关节型结构，膝关节为纵摇自由度，髋关节为纵摇和横摇两个自由度，各自由度由直流电机经谐波齿轮驱动，用电位器测速电机作为位置和速度传感器，脚底为直径厘米的圆盘，是个被动的纵摇自由度。

有定识别及步态调整能力所示黑龙江八农垦大学毕业论文设计的四足步行机器人也是由上海交通大学研制的关节式哺乳动物型步行机器人。

机器人的长宽高分别为厘米厘米厘米，重表性的采用四足机构的机器人主要包括如图所示为上海交通大学所研制的二种四足步行机器人，所示的四足步行机器人为采用平面四杆机构作为其步行机构，可以实现跨越障碍，沟槽，上下台阶及通过高低不平的地面所示，该机器人每条腿，采用平面四杆缩放机构，具有二个自由度，机器人能前向后腿，左转和右转，并预留有的记忆体可供客户做进步的机器人实验和开发利用。

图的四足步行机器人国内具有代系列四足步行机器人除了世界各地的研究机构和高效实验室研制的用于科学实验的四足机器人之外，人们还出于商业目的，开发了多种四足步行机器人。

最为典型的是公司推出的四足步行机器人，如图就是其步行机构相当简单，每条腿只有个自由度，能够实现步行转弯以及跨越的台阶，但可靠性较差，后来对机器人做了些改进，将步行机构的关节改为被动关节，大大提高了其步行可靠性。

图大学的步行机器人实验室研制的系列步行机器人，如图所示。

该机器人的个最黑龙江八农垦大学毕业论文设计大的特点节设计为被动自由度，依靠上下腿动态耦合实现角度控制。

另外，他们设计了种新型的动态步行步态没有滑翔阶段的动步跳，成功实现了Ⅱ四足步行机器人在不依靠反馈补偿的控制条件下稳定动步行。

加拿大机器人见图，结构简单，每条腿只有个主动转动关节，然而值得注意的是，在每只腿的臀部都装有个激励源，使得机器人站立时臀部也能有连续的速度。

受人和动物步行时使用很少能量摆动小腿的启示，设计者将膝关度的障碍物。

该机器人的动力来自部带有液压系统的汽油发动机。

图四足机器人狗加拿大的大学机器人研究室研制了Ⅱ四足步行力学工程公司专门为美国军队研究设计。

这种机器狗人能够在战场上发挥非常重要的作用在交通不便的地区为士兵运送弹药食物和其他物品。

它不但能够行走和奔跑，而且还可跨越定高的小狗机器人开展运动学习的研究科学家应用小狗来探索机器学习运动控制环境感知和不确定地形运动之间的基本关系。

年月美军又研制出了利用在军事上的大狗，如图所示，这个四足机器人由波士顿动行走机构的机器人技术得到了快速的发展，国外的发展领先于国内，国外己研制出定数量的四足机器人样机少量投入了使用，以下从几个典型的四足行走机构机器人来阐述国外四足行走机构机器人的研究现状。

年美国军方发布不会出现打滑或者损坏地面的结构该步行机器人能够成为个稳定的工作平台，利用腿的自由度执行操作任务。

图第台采用四足步行机构的机器人黑龙江八农垦大学毕业论文设计自世纪年代以来，采用个里程碑。

图四足步行车如图所示为世界上第台四足步行机构机器人，它被制造于年，其特点是能够实现在不平地面上稳定步行运动，能够越过地面上较小的障碍物而不接触能够实现全方位的步行运动而器检测他的动作，液压伺服马达驱动四只脚做相同的动作，该机装有力反馈机构，驾驶员坐在驾驶室里就能够凭感觉知道作用在机械脚上的力是多少。

虽然操作费力，但实现了爬越障碍，因而被视为现代行走机构发展史上的个器检测他的动作，液压伺服马达驱动四只脚做相同的动作，该机装有力反馈机构，驾驶员坐在驾驶室里就能够凭感觉知道作用在机械脚上的力是多少。

虽然操作费力，但实现了爬越障碍，因而被视为现代行走机构发展史上的个里程碑。

图四足步行车如图所示为世界上第台四足步行机构机器人，它被制造于年，其特点是能够实现在不平地面上稳定步行运动，能够越过地面上较小的障碍物而不接触能够实现全方位的步行运动而不会出现打滑或者损坏地面的结构该步行机器人能够成为个稳定的工作平台，利用腿的自由度执行操作任务。

图第台采用四足步行机构的机器人黑龙江八农垦大学毕业论文设计自世纪年代以来，采用行走机构的机器人技术得到了快速的发展，国外的发展领先于国内，国外己研制出定数量的四足机器人样机少量投入了使用，以下从几个典型的四足行走机构机器人来阐述国外四足行走机构机器人的研究现状。

年美国军方发布的小狗机器人开展运动学习的研究科学家应用小狗来探索机器学习运动控制环境感知和不确定地形运动之间的基本关系。

年月美军又研制出了利用在军事上的大狗，如图所示，这个四足机器人由波士顿动力学工程公司专门为美国军队研究设计。

这种机器狗人能够在战场上发挥非常重要的作用在交通不便的地区为士兵运送弹药食物和其他物品。

它不但能够行走和奔跑，而且还可跨越定高度的障碍物。

该机器人的动力来自部带有液压系统的汽油发动机。

图四足机器人狗加拿大的大学机器人研究室研制了Ⅱ四足步行机器人见图，结构简单，每条腿只有个主动转动关节，然而值得注意的是，在每只腿的臀部都装有个激励源，使得机器人站立时臀部也能有连续的速度。

受人和动物步行时使用很少能量摆动小腿的启示，设计者将膝关节设计为被动自由度，依靠上下腿动态耦合实现角度控制。

另外，他们设计了种新型的动态步行步态没有滑翔阶段的动步跳，成功实现了Ⅱ四足步行机器人在不依靠反馈补偿的控制条件下稳定动步行。

加拿大大学的步行机器人实验室研制的系列步行机器人，如图所示。

该机器人的个最黑龙江八农垦大学毕业论文设计大的特点就是其步行机构相当简单，每条腿只有个自由度，能够实现步行转弯以及跨越的台阶，但可靠性较差，后来对机器人做了些改进，将步行机构的关节改为被动关节，大大提高了其步行可靠性。

图系列四足步行机器人除了世界各地的研究机构和高效实验室研制的用于科学实验的四足机器人之外，人们还出于商业目的，开发了多种四足步行机器人。

最为典型的是公司推出的四足步行机器人，如图所示，该机器人每条腿，采用平面四杆缩放机构，具有二个自由度，机器人能前向后腿，左转和右转，并预留有的记忆体可供客户做进步的机器人实验和开发利用。

图的四足步行机器人国内具有代表性的采用四足机构的机器人主要包括如图所示为上海交通大学所研制的二种四足步行机器人，所示的四足步行机器人为采用平面四杆机构作为其步行机构，可以实现跨越障碍，沟槽，上下台阶及通过高低不平的地面有定识别及步态调整能力所示黑龙江八农垦大学毕业论文设计的四足步行机器人也是由上海交通大学研制的关节式哺乳动物型步行机器人。

机器人的长宽高分别为厘米厘米厘米，重千克，腿为开式链关节型结构，膝关节为纵摇自由度，髋关节为纵摇和横摇两个自由度，各自由度由直流电机经谐波齿轮驱动，用电位器测速电机作为位置和速度传感器，脚底为直径厘米的圆盘，是个被动的纵摇自由度。

该机器人为足式机器人的经典结构，但速度缓慢，步行速度千米时。

图上海交通大学的二种四足步行机器人清华大学机器人实验室研制的全方位四足步行机器人，如图所示，它采用平面四杆缩放机构作为其步行机构，在足端被安装压力传感器，能够实现全方位步行图所示为清华大学所研制的另种四足步行机器人，它采用开环关节连杆机构作为其步行机构，通过模拟动物的运动机理，实现比较稳定的节律运动，可以自主应付复杂的地形条件，完成上下坡越障等功能。

图清华大学的二种四足步行机器人综上所述，随着控制理论计算机技术以及多传感器信息融合技术的发展，黑龙江八农垦大学毕业论文设计世界机器人发达国家的学者在步行机器人技术的理论和实验上作了大量的研究，这种现象的出现最可能的解释是步行机器人具有更强的机动性和灵活性，具有更广阔的应用前景。

存在的问题在处理多自由度的步行机器人运动控制中，的确很难将这些方法应用与机器人的运动控制中。

基于行为的控制策略在处理多自由度步行机器人这类复杂系统时，行为规则的设计十分困难。

因为多关节步行机器人运动学远比轮式移动机器人复杂，建立多关节步行机器人的传感空间到关节运动空间的映射非常困难。

基于高层规划的控制方式虽己应用于多足步行机器人的步行控制。

但随着步行机器人自由度数的增加，系统模型的建立成为控制系统设计中最为繁琐耗时和困难的环节，而且模型的可靠性并不理想。

因此，将神经网络用于机器人步行控制，解决系统中存在的多变量非线性变结构问题，是步行控制的合理选择，且在机器人虚拟平台上取得了较好的结果。

但在物理实验平台的实际应用研究中，结果并不理想。

以上的分析可以看出，在多关节步行机器人的运动控制中，传统的运动控制策略或多或少地存在不足之处。

其原因是研制能在现实世界象动物那样运动的机器，必须集多学科研究成果之大成，其模型的建立和计算必然极其复杂。

为此本文提出虚拟构件的概念来建立四足步行机器人的虚拟模型，借鉴人在解决些问题时经常采用的直觉方法来控制四足步行机器人的运动，试图从另外个角度来解决黑龙江八农垦大学毕业论文设计图坐标系图其有两个解，但是根据实际情况，