（答辩稿）仿生机器人的机构设计与运动仿真设计（CAD图纸+DOC论文）
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北航机器人所在国家智能机器人主题支持下，研制出了能实现简单抓取和操作作业的多指灵巧手如图.所示。
型灵巧手采用精密齿轮传动结构，具有手指，关节，每关节为直流电机驱动，并实现了将电机安装于手指中。
控制系统采用多层多目标递阶控制系统。
其中，由机完成物体的理想轨迹跟踪层手指协调层工作，由四个控制器完成四个手指关节位置控制。
手指内各关节控制器在物理上位于同控制器内，以便必要时相互交换信息提高控制精度，减小藕合造成的控制误差。
同时北航机器人所的个研究小组正在进行微小型鱼类仿生机器人潜水器技术的研究，研制了仿生“机器鱼”实验模型，并开展“多机器鱼协调控制”技术研究。
哈工大机器人研究所研制了高灵活性的仿人手臂及拟人双足步行机器人。
其仿人手臂具有工作空间大关节无奇异姿态结构紧凑等特点。
通过软件可实现避障回避关节极限和优化动力学性能等。
.多足机器人的关键技术现代仿生学与机器人技术相结合的研究和应用己经得到了各国相关研究人员和专家的极大关注，取得了大量可喜成果和积极进展，主要集中在以下几个方面开展广泛和深入的研究。
协调控制问题机器人的自由度越多，机构越复杂，必将导致控制系统的复杂化。
复杂大系统的实现不能全靠子系统的堆积，要做到“整体大于组分之和”，同时要研究高效优化的控制算法才能使系统具有实时处理能力。
信息融合问题在仿生机器人的设计开发中，为实现对不同物体和未知环境的感知，都装备有定量的传感器，多传感器的信息融合技术把分布在不同位置的多个同类或不同类的传感器所提供的局部境的不完整信息加以综合，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾，从而提高系统决策规划反应的快速性和正确性。
机构设计问题合理的机构设计是仿生机器人实现的基础。
生物的形态经过千百万年的进化，其结构特征极具合理性，而要用机械来完全仿制生物体几乎是不可能的，只有在充分研究生物肌体结构和运动特性的基础上提取其精髓进行简化，才能开发全方位关节机构和简单关节组成高灵活性的机器人机构。
微传感和微驱动问题微型仿生机器人作为仿生机器人中特殊的种类，绝不是传统常规机器人的按比例缩小，它的开发涉及到电磁机械热光化学生物等多学科。
对于微型仿生机器人的制造，需要解决些工程上的问题。
如动力源驱动方式传感器集成控制以及同外界的通讯等，实现微传感和微驱动的个关键技术是机电光体结合的微加工技术。
同时，在设计时必须考虑到尺寸效应新材料新工艺等问题。
能源问题要使机器人在相对较广的范围内完成较长时间的复杂工作，能源问题是不得不考虑的。
目前，广泛作为无缆机器人能源的电池还不能满足机器人长时间，大范围的工作要求。
可以说新能源的开发研究，对机器人研究有着重要的意义。
第章仿生机器人总体设计方案的确定.概述机构模型六足仿生机器是个复杂的机器人系统，包括机械传动和电气控制两大部分，其中机械系统必须具有运动灵活传动精密的机械本体，结构合理高效运作的控制框架，以及运算高速工作可靠的硬件平台。
本章将从上述这几个方面对六足生机器人的总体设计方案进行介绍。
.本体结构设计六足仿生机器人是种基于仿生设计理念的多足步行机器人，在设计时遵循了“行为仿生，突出功能”的原则，其模型样机的机械本体是以六足甲虫为生物原型建造的。
为便于研究机械部件采用积木搭建方式。
六面连接体设计为了使六面连接体连接稳定可靠采用了如下连接方式主要连接方式燕尾槽连接，如图.。
为防止滑脱配合方式采用过盈配合材料选择我选择工程塑料中的聚酰胺，原因如下聚酰胺能承受定外力作用，具有良好的机械性能和耐高低温性能，尺寸稳定性较好，而且价格便宜又是通用塑料的种容易购得。
零件示意图如图.所示六面连接体基本件均用设计软件设计能够满足本次仿生机器人机构及性能要求。
步行足的结构模型机器人的步行足模型可以简化为类似关节串联操作臂的型结构，从足根部与躯体连接处起计，包括个转动关节，和位于足尖的由三个正交转动关节坐标系组成的个球关节，如图.所示。
整个足由基节股节和胫节三部分构成，其中基节与躯体之间，基节与股节之间以及股节与胫节之间均为转动副连接，在实际的仿生甲虫机器人样机的机械本体中，步行足各段长度分别为基节股节胫节仿生六足虫机器人的整体结构仿生机器人的机构设计与运动仿真设计摘要仿生，机器人，机构，设计，运动，仿真，毕业设计，全套，图纸前言随着仿生学与机器人技术的飞速发展，仿生机器人已日益成为机器人领域的研究热点。
仿生学将有关生物学原理应用到对工程系统的研究与设计中，尤其对当今日益发展的机器人科学起到了巨大的推动作用。
当代机器人研究的领域已经从结构环境下的定点作业中走出来，向航空航天星际探索海洋探索水下洞穴探索军事侦察军事攻击军事防御水下地下管道探测与维修疾病检查治疗抢险救灾等非结构环境下的自主作业方面发展，未来的机器人将在人类不能或难以到达的已知或未知环境里工作。
人们要求机器人不仅要适应原来结构化的己知的环境，更要适应未来发展中的非结构化的未知的环境。
除了传统的设计方法，人们也把目光对准了生物界，力求从丰富多彩的动植物身上获得灵感，将它们的运动机理和行为方式运用到对机器人运动机理和控制的研究中，这就是仿生学在机器人科学中的应用。
本文结合当前仿生机器人的研究现状与未来发展方向，以慧鱼机器人模型为平台制作对机械本体结构传动系统，控制系统的软件编程进行了系统设计及介绍。
现对研究和实验当中取得的主要成果总结如下．通过对甲虫六条腿的结构与功能的研究，设计了六足仿生机器人的足的结构，实现了机器人的结构仿生。
．在对仿生模型的结构仿生与运动仿生分析的基础上，确定了采用慧鱼接口板作为控制器。
．利用慧鱼接口板实现了电机和微动的控制，从而对机器人进行运动控制。
．根据三角步态原理，设计了前进后退以及转弯等不同运动状态。
并对机器人进行了运动分析，得出了般的结论。
．以慧鱼公司开发的编程软件，对机器人进行软件编程，使它按规定的路线运动，实现对其运动的控制。
本次毕业设计的目的和意义是综合运用大学四年里所学到的基础理论知识达到设计目的并提高自己分析问题和解决问题的能力，提高机械控制系统设计操纵机构的设计能力及运用设计软件的建模能力，并增强自身的动手能力与计算机编程能力。
本课题的研究前景十分广阔。
例如，可以通过对海蟹的研究，进行仿生设计，制造出海陆两用的仿生机器人，建立基于环境适应行为的智能运动控制策略。
在此基础上，为未来智能化近海两栖作战新概念武器结构设计与分析提供新方法。
对于跟踪国际先进军事技术，建立新型作战武器有重要意义。
同时，开展对海的研究也可以为水下科学考察海底探矿等领域的新型机器人的开发打下理论基础。
在对未知空间的探索方面也有极大的发展空间。
例如，令人讨厌的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污秽的地方，都有它们的踪迹。
苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。
但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢原来，苍蝇的“鼻子”嗅觉感受器分布在头部的对触角上。
每个“鼻子”只有个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。
若有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑。
大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。
因此，苍蝇的触角像是台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器的结构和功能，仿制成种十分奇特的小型气体分析仪。
这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。
就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电子线路放大后，送给分析器分析器经发现气味物质的信号，便能发出警报。
这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。
利用这种原理，还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
也可以对陆生的甲虫和蜈蚣等腿部运动的分析核研究制造出相应的产品，应用于军事，工业和科研。
目录摘要第章绪论.仿生机器人概述.仿生型多足步行机器人技术综述国外仿生机器人研究现状国内仿生机器人的研究现状.多足机器人的关键技术协调控制问题信息融合问题机构设计问题微传感和微驱动问题能源问题第章仿生机器人总体设计方案的确定.概述机构模型.本体结构设计六面连接体设计步行足的结构模型仿生六足虫机器人的整体结构骨架的搭建第章
