【正文】 足步行機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)圖 7 圖 22為本設(shè)計(jì)機(jī)器人樣機(jī)的 CAD 主、左、后視圖。本課題研制的雙足行走機(jī)器人從結(jié)構(gòu)上來說有四個(gè)部分組成：機(jī)械本體、驅(qū)動(dòng)部分、控制部分、 觸摸感應(yīng) 部分。 觸摸感應(yīng)模塊采用觸摸式電場(chǎng)傳感器作為機(jī)器人與外界的聯(lián)系橋梁，其控制器采用的是飛思卡爾公司生產(chǎn)的 MPR084。通過這三個(gè)模塊可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的觸摸感應(yīng)、站立姿態(tài)、穩(wěn) 定行走、鞠躬、拍手等動(dòng)作。在研究機(jī)器人的過程中，往往還會(huì)產(chǎn)生許多新的研究領(lǐng)域和研究命題，這就極大地促進(jìn)了新興學(xué)科 的發(fā)展。機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化在中國(guó)具有一定的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)和廣闊的市場(chǎng)前景。 此外，“匯童”還能夠感知自身的平衡狀態(tài)及地面高度變化，實(shí)現(xiàn)了前進(jìn)、后退、側(cè)行、轉(zhuǎn)彎、上下臺(tái)階及未知地面情況下的穩(wěn)定行走。這是我國(guó)自主研制的仿人機(jī)器人在國(guó)際上首次成功模仿人類的復(fù)雜動(dòng)作。 P2的問世將雙足步行機(jī)器人的研究工作推向了高潮 ,使本田公司在此領(lǐng)域處于世界絕對(duì)領(lǐng)先的地位， P2 的外觀 圖如圖 11 所示。 日本在 雙足步行機(jī)器人方面處于世界領(lǐng)先地位，早稻田大學(xué)的加騰一郎教授從70年代就開始仿人機(jī)器人的研究，有仿人機(jī)器人之父的美稱。 1968 年美國(guó)通用電氣公司試制了一臺(tái)叫 “Rig” 的操縱型雙足步行機(jī)器人機(jī)械，從而揭開了仿人機(jī)器人研制的序幕。一種是集中式控制，即機(jī)器人的全部控制由一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)完成。 檢測(cè)裝置的作用是實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及工作情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)器人的動(dòng)作符合預(yù) 定的要求。 機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī) 構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)等組成。目前在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。 關(guān)鍵詞： 智能 機(jī)器人；機(jī)電一體化；運(yùn)動(dòng)控制；觸摸感應(yīng) II 目錄 摘 要 .................................................................................................................................. I 1 緒論 ................................................................................................................................. 1 機(jī)器人概述 ........................................................................................................... 1 機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................................... 2 機(jī)器人研究的意義 ............................................................................................... 4 實(shí)驗(yàn)機(jī)器人設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 ........................................................................... 5 2 小型雙足步行機(jī)器人的構(gòu)造 ......................................................................................... 6 樣機(jī)結(jié)構(gòu)與控制器 ............................................................................................... 6 小型雙足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng) ............................................................................... 8 站立與招手 ................................................................................................. 8 行走運(yùn)動(dòng) ..................................................................................................... 9 3 舵機(jī)的控制原理 ........................................................................................................... 10 舵機(jī)介紹 ............................................................................................................. 10 舵機(jī)的控制方式 ..................................................................................................11 M51660 集成電路 ............................................................................................. 12 舵機(jī)工作的穩(wěn)定性 ............................................................................................. 14 4 小型雙足步行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模塊 ........................................................................... 15 MC9S08AC60 微控制器 ..................................................................................... 15 74LS373 鎖存電路 ............................................................................................ 17 運(yùn)動(dòng)控制模塊原理 ........................................................................................... 19 運(yùn)動(dòng)控制的軟件 ................................................................................................. 20 主程序節(jié)選 ............................................................................................... 20 單個(gè)舵機(jī)初始化程序： ........................................................................... 21 5 小型雙足步行機(jī)器人觸摸感應(yīng)模塊 ........................................................................... 22 MPR084 控制器 ................................................................................................ 22 觸摸感應(yīng)模塊原理 ............................................................................................. 23 6 運(yùn)動(dòng)控制模塊與感應(yīng)模塊之間數(shù)據(jù)傳送 ................................................................... 24 7 軟硬件調(diào)試及改進(jìn)方案 ............................................................................................... 25 III 關(guān)節(jié)調(diào)試 ............................................................................................................. 25 整機(jī)調(diào)試 ............................................................................................................. 25 改進(jìn)方案 ............................................................................................................. 25 技術(shù)總結(jié) ........................................................................................................................... 26 個(gè)人總結(jié) ........................................................................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................... 28 附錄Ⅰ ............................................................................................................................... 29 1 1 緒論 機(jī)器人概述 機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。本設(shè)計(jì)采用基于 MC9S08AC60 和MCF51JM128 MCU 的機(jī)電一體化技術(shù)，研制低成本的機(jī)構(gòu)與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊和 MCU 控制模塊及觸摸感應(yīng)模塊。 創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 ： 基于 S08的機(jī)器人控制器設(shè)計(jì) 專 業(yè) 班 級(jí) ： 自動(dòng)化 0601 學(xué) 生 姓 名 ： ********** 學(xué) 號(hào) ： *********** 指 導(dǎo) 教 師 ： ****** 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： ***************** 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： ************ 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 成績(jī)： 簽名： 年 月 日 I 摘 要 在當(dāng)今高新技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代， 智能機(jī)器人技術(shù)不僅是一個(gè)國(guó)家微電子工業(yè)、機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通訊等高新技術(shù)綜合實(shí)力的體現(xiàn)，也是訓(xùn)練和培養(yǎng)理工科大學(xué)生科技創(chuàng)新素質(zhì)和綜合動(dòng)手能力的良好載體。 本課題主要研究基于人體行為的小型雙足步行機(jī)器人機(jī)構(gòu)及其控制，研制一臺(tái)低成本的大學(xué)智能小型雙足 步行機(jī)器人原理樣機(jī)。初步建立起一個(gè)雙足機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。可以說是高級(jí)整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人下的定義：“一種可編程和多功能的，用來搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)。出于擬人化的考慮，常將機(jī)器人本體的有關(guān)部位分別稱為基座、腰部