【正文】 目錄1 前言 ..................................................................1 仿人機(jī)器人的概念 ...................................................1 課題來(lái)源 ...........................................................1 技術(shù)要求 ...........................................................1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r ??2.........................................2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 .....................................................2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 .....................................................2 發(fā)展趨勢(shì) .........................................................3 本課題要解決的主要問(wèn)題及解決方案 ...................................42 總體方案設(shè)計(jì) .........................................................6 仿人機(jī)器人臂手部結(jié)構(gòu)的確定 .........................................6 仿人機(jī)器人上身尺寸的確定 ...........................................6 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .........................................................6 仿人機(jī)器人自由度的確定 .............................................6 電機(jī)的選擇 .........................................................73 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) .................................................8 肩部步進(jìn)電機(jī)的選擇 .................................................9 肘部步進(jìn)電機(jī)的選擇 .................................................9 腕部及頭部電機(jī)選擇 ................................................10 ..........................................11 齒輪的設(shè)計(jì) ........................................................11 肩部齒輪的設(shè)計(jì)與校核 ............................................11 肘腕部齒輪設(shè)計(jì) ..................................................13 頭部齒輪的設(shè)計(jì) ..................................................14 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ....................................................15 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................15 軸的強(qiáng)度計(jì)算 ....................................................165. 仿人型機(jī)器人連接板的設(shè)計(jì)及校核 .....................................20 肩部連接板的設(shè)計(jì)與校核 ............................................20 電機(jī)支撐板的設(shè)計(jì)與校核 ............................................216. 仿人型機(jī)器人三維造型及運(yùn)動(dòng)仿真 .....................................22 仿人型機(jī)器人三維造型 ..............................................22 仿人型機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真 ..............................................23 仿人型機(jī)器人舞蹈運(yùn)動(dòng)分析 ..........................................23 仿人機(jī)器人重力分析 ................................................237 結(jié)論 ................................................................25參考文獻(xiàn) ..............................................................26致 謝 ..............................................................27附 錄 ..............................................................28鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 202211 前言 仿人機(jī)器人的概念 ??1現(xiàn)階段，機(jī)器人的研究應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，其中仿人機(jī)器人的研究和應(yīng)用尤其受到普遍關(guān)注，并成為智能機(jī)器人領(lǐng)域中最活躍的研究熱點(diǎn)之一。研究與人類外觀特征類似，具有人類智能、靈活性，并能夠與人交流，不斷適應(yīng)環(huán)境的仿人機(jī)器人一直是人類的夢(mèng)想之一。世界上最早的仿人機(jī)器人研究組織誕生于日本，1973 年，以早稻大學(xué)加藤一郎教授為首，組成了大學(xué)和企業(yè)之間的聯(lián)合研究組織，其目的就是研究仿人機(jī)器人。加藤一郎教授突破了仿人機(jī)器人研究中最關(guān)鍵的一步——兩足步行。1996 年 11 月，本田公司研制出了自己的第一臺(tái)仿人步行機(jī)器人機(jī) P2，2022 年 11 月，又推出了最新一代的仿人機(jī)器人 ASIMO。國(guó)防科技大學(xué)也在 2022 年 12 月獨(dú)立研制出了我國(guó)第一臺(tái)仿人機(jī)器人。仿人機(jī)器人要能夠理解、適合環(huán)境、精確靈活地進(jìn)行作業(yè)，高性能傳感器的開(kāi)發(fā)必不可少。傳感器是機(jī)器人獲得智能的重要手段，如何組合傳感器攝取的信息，并有效地加以運(yùn)用，是基于傳感器控制的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自治的先決條件。仿人機(jī)器人研究在很多方面已經(jīng)取得了突破，如關(guān)鍵機(jī)械單元、基本行走能力、整體運(yùn)動(dòng)、動(dòng)態(tài)視覺(jué)等，但是離我們理想中的要求還相去甚遠(yuǎn)，還需要在仿人機(jī)器人的思維和學(xué)習(xí)能力、與環(huán)境的交互、軀體結(jié)構(gòu)和四肢運(yùn)動(dòng)、體系結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行更進(jìn)一步的研究。仿人機(jī)器人具有人類的外觀，可以適合人類的生活和工作環(huán)境，代替人類完成各種作業(yè)，并可以在很多方面擴(kuò)展人類的能力，在服務(wù)、醫(yī)療、教育、娛樂(lè)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 課題來(lái)源本課題來(lái)源于研究課題。仿人機(jī)器人的研究和應(yīng)用尤其受到普遍關(guān)注，并成為智能機(jī)器人內(nèi)領(lǐng)域中最活躍的研究熱點(diǎn)之一，研究與人類外觀特征類似，具有人類智能、靈活性，能夠與人交流，不斷適應(yīng)環(huán)境的仿人機(jī)器人一直是人類的夢(mèng)想之一。 技術(shù)要求根據(jù)設(shè)計(jì)要求達(dá)到以下技術(shù)要求：，本仿人機(jī)器人總高 900mm，肩寬 30mm，手臂長(zhǎng) 40mm；，用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；，其它零件用工程塑料 PVC 壓鑄成形。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r ??2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)，仿人機(jī)器人的研制工作起步較晚，1985 年以來(lái)，相繼有幾所高校進(jìn)行了這方面的研究并取得了一定的成果。其中以哈爾濱工業(yè)大學(xué)和國(guó)防科技大學(xué)最為典仿人型機(jī)器人總體及臂手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2型。哈爾濱工業(yè)大學(xué)自 1985 年開(kāi)始研制雙足步行機(jī)器人，基于控制理論曾經(jīng)獲得自然科學(xué)基金和國(guó)家“863”計(jì)劃的支持，迄今為止已經(jīng)完成了三個(gè)型號(hào)的研制工作：第一個(gè)型號(hào) HIT1 為 10 個(gè)自由度，重 100kg，高 ，關(guān)節(jié)由直流伺服電極驅(qū)動(dòng)，屬于靜態(tài)步行。第二個(gè)型號(hào) HIT2 為 12 個(gè)自由度，該機(jī)器人髖關(guān)節(jié)和腿部結(jié)構(gòu)采用了平行四邊形結(jié)構(gòu)。第三個(gè)型號(hào) HIT3 為 12 個(gè)自由度，踝關(guān)節(jié)采用兩電機(jī)交叉結(jié)構(gòu)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)自由度，腿部結(jié)構(gòu)采用了圓筒形結(jié)構(gòu)。H IT3 實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)步行和動(dòng)態(tài)步行，能夠完成前/后行、側(cè)行、轉(zhuǎn)彎、上下臺(tái)階及上斜坡等動(dòng)作。目前，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所與機(jī)械電子工程教研室合