【正文】 ........................................... 43 本章小結(jié) ................................................................................................................................................................. 44 第六章 結(jié)束語 .................................................................................................................................................................. 45 論文總結(jié) ................................................................................................................................................................ 45 論文寫作的感想 .................................................................................................................................................... 45 本章小結(jié) ................................................................................................................................................................. 45 參考文獻 ............................................................................................................................................................................ 46 致謝辭 ................................................................................................................................................................................. 47 III 插表清單 表 11機器人 Fred Delyn的參數(shù) …………………… … .…………… …… … ..… … … ..… 6 表 21 本設(shè)計機器人相關(guān)參數(shù) ……………………………… … .………… ….…. … ..… … … 9 表 41 I/O引腳分配表 …………………………………………………… … .… ……… ..… …2 3 表 42 時基脈沖與舵機角度對應(yīng)表 ………………………………………………………… ..24 表 42 探測障礙物的傳感器與單片機引腳對應(yīng)關(guān)系表 ………… ...… … .… … … .……… … 25 表 43舵機與六足機器人足對應(yīng)關(guān)系表 ……………………… ...… … … .………. … .………36 表 44 舵機與單片機端口的對應(yīng)關(guān)系表 ………………………………… … .………… ……36 表 51 關(guān)系數(shù)值表 …………………………………………………… ..… … .….. ……………4 4 IV 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(shè)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(biāo)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 ………………………… …… ……… ...………… .… ....… .…1 3 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(zhuǎn)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(guān)示意圖 ……………………………… ……….. … ……… …… .…… ..… .… .…… 25 圖 44 微動開關(guān)安裝位置圖 …………………………… ……… … ……….… .…… ..… .….… … 25 圖 45 硬件設(shè)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(zhuǎn)彎程序流程圖 ……………………………… ……….. … …… ...… ..… .… .……………38 圖 415 避障程序流程圖 ………………………… ……….. ……… …… ...… ...………… .………39 圖 51 硬件仿真 結(jié)果圖 ……………………………… ……… …… ...… … … ..………………… 44 1 第一章 緒論 機器人的應(yīng)用越來越廣泛，幾乎滲透到人們生活的各個領(lǐng)域。機器人應(yīng)用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志 [1]。 1920年，捷克作家 ROBOT（漢語前譯為“勞伯”）這個名詞。 1954年美國的 “通用機器人”專利； 1960年美國 AMF公司生產(chǎn)了柱坐標(biāo)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(guān)信息，進行一定的實時處理，引導(dǎo)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)。壁面爬行、水下推動等機構(gòu)也可歸于這一類。 3. 計算機控制系統(tǒng) 各關(guān)節(jié)伺服驅(qū)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(shè)備相聯(lián)，完成與外部設(shè)備間的邏輯與時實控制。目的是研究應(yīng)用人工智能技術(shù)，在復(fù)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(xué)實驗室及研究機構(gòu)的移動機器人實驗平臺，從而促進了移動機器人學(xué)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(shù)，高適應(yīng)性的移動機器人控制技術(shù)，真實環(huán)境下的規(guī)劃技術(shù)為標(biāo)志，開展了移動機器人更高層次的研究 .自主移動機器人技術(shù)是一門綜合性很強的高科技學(xué)科，涉及到機械、計算機、自動控制、人工智能、力學(xué)等廣泛科學(xué)領(lǐng)域中的許多前沿技術(shù) .自主移動機 器人研究已被列入世界各國的高技術(shù)發(fā)展計劃。近年來，隨著機器人技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展，機器人領(lǐng)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(fù)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(yīng)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(yán)格選擇足的支撐點，也能夠行走自如。 行為式 (垂直式 )結(jié)構(gòu)機器人 。 多足機器人的 發(fā)展現(xiàn)狀 早在上世紀(jì) 80年代，美國的著名機器人學(xué)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(xué)者的研究對象。隨后，國內(nèi)外的眾多學(xué)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(shù)的不斷完善，多足機器人也別運用到各個領(lǐng)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(shè)計并制作的，主要用于火星的不規(guī)則地面 的探測。 圖 13 DRROB系列高級機器人 7 本設(shè)計的主要工作 機器人系統(tǒng)是一個跨學(xué)科的綜合系統(tǒng)，涉及很多學(xué)科的知識。 完成六足仿生機器人控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)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(dǎo)出行程 R、步距 a和有荷因數(shù) Q之間的關(guān)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