【正文】 ...........................................................................43 相關數(shù)值測試 ...................................................................................................................................................44 本章小結 ...........................................................................................................................................................45第六章 結束語 ............................................................................................................................................................46 論文總結 ...........................................................................................................................................................46 論文寫作的感想 ...............................................................................................................................................46 本章小結 ...........................................................................................................................................................46參考文獻 ......................................................................................................................................................................47致謝辭 ..........................................................................................................................................................................48III插表清單表 11機器人Fred Delyn的參數(shù)……………………….……………………..………..…6表 21 本設計機器人相關參數(shù)………………………………….…………….….…..………9表 41 I/O引腳分配表……………………………………………………….…………..……23表 42 時基脈沖與舵機角度對應表 …………………………………………………………..24表 42 探測障礙物的傳感器與單片機引腳對應關系表…………...…….……….…………25表 43 舵機與六足機器人足對應關系表………………………...……….……….….………36表 44 舵機與單片機端口的對應關系表…………………………………….………………36表 51 關系數(shù)值表……………………………………………………..…….…..……………44IV插圖清單圖 11Fred Delyn六足仿生機器人……………………………….……………..…….………6圖 12Gengh機器人………………………………………………….………………..…….………6圖 13 DRROB系列高級機器人………………………………….………………………….………7圖 21 本設計的六足仿生機器人……………………………………………………...…………10圖 22機器人腿部實物……………………………………………………………..…….…..……10圖 31 腿部組圖簡圖........................................................................................................................11圖 32 機器人腿部坐標示意圖…………………………………………………………….……..12圖 33 腿部簡圖...............................................................................................................................12圖 34步行機器人任一時刻姿態(tài)圖………………………………………...………….…....….…13圖 35 三角步態(tài)穩(wěn)定圖....................................................................................................................14圖 36 六足步態(tài)示意圖...................................................................................................................15圖 37（A、B、C、D）定點轉彎步態(tài)示意圖.................................................................................16圖 41 基本功能框圖.......................................................................................................................21圖 42 PDIP封裝圖………………………………..………………………………..…….…..……23圖 43 微動開關示意圖………………………………………..……………….……..….….…… 25圖 44 微動開關安裝位置圖……………………………………………….….……..….….…… 25圖 45 硬件設計仿真圖…………………………………………………….….…..….……..……26圖 46 系統(tǒng)軟件的總體流程…………………………………………..………...………..………27圖 47 舵盤的位置線性變化圖…………………………………...………….….………..………28圖 48 舵機的控制脈沖圖…………………………………………...……….…….….….………28圖 49 控制脈沖程序流程圖……………………………………………….…...…..….…………29圖 410 8 路信號舵機控制脈沖圖…………………………..……….…..………....….…………31圖 411 12 個舵機控制流程圖……………………………………………....…...….……………33圖 412 舵機位置示意圖..………………………………………………...…..….…….…………36圖 413 直行程序流程圖…………………………………………...………....……..……………37圖 414 轉彎程序流程圖………………………………………..………...…..….….……………38圖 415 避障程序流程圖…………………………………..……………...…...………….………39圖 51 硬件仿真結果圖……………………………………………...………..…………………441第一章 緒論機器人的應用越來越廣泛，幾乎滲透到人們生活的各個領域。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志 [1]。1920年，（漢語前譯為“勞伯”）這個名詞?！巴ㄓ脵C器人”專利；1960年美國AMF公司生產(chǎn)了柱坐標型Versatran機器人，可作點位和軌跡控制，這是世界上第一種用于工業(yè)生產(chǎn)上的機器人。這一時期的機器人屬于“示教再現(xiàn)”（Teachin / Playback）型機器人。它能夠獲得作業(yè)環(huán)境和作業(yè)對象的部分有關信息，進行一定的實時處理，引導機器人進行作業(yè)。 機器人的定義和基本組成 機器人的定義由于研究的側重點不同，對于機器人的定義，國際上目前尚未有明確的統(tǒng)一標準。壁面爬行、水下推動等機構也可歸于這一類。3. 計算機控制系統(tǒng)各關節(jié)伺服驅動的指令值由主計算機計算后，在各采樣周期給出。工業(yè)機器人提供一內(nèi)部PLC，它可以與外部設備相聯(lián)，完成與外部設備間的邏輯與時實控制。目的是研究應用人工智能技術，在復雜環(huán)境下機器人系統(tǒng)的自主推理、規(guī)劃和控制。一批世界著名的公司開始研制移動機器人平臺，這些移動機器人主要作為大學實驗室及研究機構的移動機器人實驗平臺，從而促進了移動機器人學多種研究方向的出現(xiàn)，90年代以來，以研制高水平的環(huán)境信息傳感器和信息處理技術，高適應性的移動機器人控制技術，真實環(huán)境下的規(guī)劃技術為標志，高科技學科，涉及到機械、計算機、自動控制、人工智能、力學等廣泛科學領域中的許。近年來，隨著機器人技術及相關領域技術的發(fā)展，特別是計算機技術的發(fā)展，機器人領域的研究取得了長足的進步，其智能水平也大大提高，逐步由以前的遙控式向半自主式和自主式過渡，工作條件也由室內(nèi)向室外、簡單向復雜過渡。對于移動機器人來說，它有多種不同的分類方法，按不同的分類方法可將移動機器人分為不同的種類:(一) 按自主水平來分:遙控式移動機器人移動機器人的執(zhí)行動作和運行軌跡完全由人通過遙控來控制，機器人不進行任何判斷和決策，只是執(zhí)行人發(fā)出的命令。整個過程不需人為參與，由機器人自主進行。多足移動機器人:足式移動對崎嶇路面具有很好的適應能力，足式移動方式的立足點是離散的，可以在可能到達的地面上選擇最優(yōu)支撐點，即使在表面極度不規(guī)則的情況下，通過嚴格選擇足的支撐點，也能夠行走自如。行為式(垂直式)結構機器人。 多足機器人的發(fā)展現(xiàn)狀早在上世紀80年代，美國的著名機器人學家McGhee開始著手研發(fā)四足仿生機器人以來，多足仿生機器人一直成為大量學者的研究對象。隨后，國內(nèi)外的眾多學者便開始研究多足機器人的運動步態(tài)和控制。其參數(shù)如表11 表11機器人Fred Delyn的參數(shù)參數(shù)機器人名稱國別尺寸（M）長*寬*高各部位比例髖*股節(jié)*脛節(jié)體重（KG）Fred Delyn 美國 ** 1:: 11隨著機器人技術的不斷完善，多足機器人也別運用到各個領域里面，圖12為MIT的仿生機器人，這個名為Gengh的機器人是MIT于1989年設計并制作的，主要用于火星的不規(guī)則地面的探測。7圖13 DRROB系列高級機器人 本設計的主要工作機器人系統(tǒng)是一個跨學科的綜合系統(tǒng)，涉及很多學科的知識。完成六足仿生機器人控制系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計。腿的懸空相(Transfer phase)指腿抬離地面的階段，懸空相狀態(tài)記為“1”。步距 ( stride length)，指一個完整的腿循環(huán)中機體重心移動的位置。行間距，指橫向運動時，機體前后足對行程中點的間距。由此可以導出行程R、步距a和有荷因數(shù)Q之間的關系式是R=a*器人，由于要求Q1/2，所以tr≤tp ，即平均速度上限取決于tr。三角步態(tài) (或交替三角步態(tài)、3+3步態(tài))，是Q =1/2時的波形步態(tài)，運動時六條腿成兩組三角形交替支撐邁步前進。這種行走方式使昆蟲可以隨時隨地停息下來，因為重心總是落在三角支架之內(nèi)。其遠動步態(tài)主要仿生的對象是“六足綱”昆蟲。向上移動的最大角度是30度。該步 態(tài) 是 將機器人的6條腿分為2組，腿5為A組，分別為Al,A2, A3，腿6為B組，分別為B1, B2, B3，步行過程2組腿交替地擺起、放下。圖中 6 腿為 B 組；并用虛線表示。???13??LH(a)X 軸Z 軸OAiAY 軸X 軸OA?(b)hS/2L圖 33 腿部簡圖由圖 3 3(a)可得六足步行機器人髓關節(jié)電機向上旋轉 角度時，立足點A在Z方向?提升高度h，六足步行機器人腿部Z方向提升高度計算結果為： 2h=L+Hsin co(artn)2HL??由表達式(31)，可以確定靛關節(jié)電機旋轉 角度與立足點A在Z方向提升高度h的定量關系。機器人以 “三角步態(tài)”行走時，任意時刻至少有1組腿著地，只要機器人質心投影點O1落在支撐腿構成陰影內(nèi)，如圖35所示，就能保證機器人穩(wěn)定。直線AB方程為: (Y12)X= +垂線OM的方程為： ()21由上兩式解得直線AB和直線OM的