【正文】 六足仿生機(jī)器人的坐標(biāo)含義 .....................................................................................9 三角步態(tài)的穩(wěn)定性分析 ..........................................................................................12 穩(wěn)定性分析 ...................................................................................................12 穩(wěn)定裕量的計算 ............................................................................................12 三角步態(tài)行走步態(tài)設(shè)計 ...........................................................................................13 13 屆國際機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程設(shè)計（論文） 3 直線行走步態(tài)規(guī)劃 ....................................................................................... 13 轉(zhuǎn)彎步態(tài)分析 ............................................................................................... 15 六足機(jī)器人的步長設(shè)計 .......................................................................................... 15 六足機(jī)器人著地點(diǎn)的優(yōu)化 ...................................................................................... 16 第三章 六足機(jī)器人的機(jī)構(gòu)分析 ....................................................................................... 18 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 .................................................................................................. 18 理論根據(jù)與機(jī)構(gòu)選擇 ................................................................................... 18 設(shè)計參數(shù) .................................................................................................................. 21 步行腿機(jī)構(gòu)系統(tǒng) ...................................................................................................... 21 舵機(jī)驅(qū)動原理 ......................................................................................................... 22 驅(qū)動原理 ....................................................................................................... 22 舵機(jī)控制方法 ............................................................................................ 22 六足機(jī)器人主體設(shè)計 ............................................................................................. 24 機(jī)身 .............................................................................................................. 24 腿部的設(shè)計 ................................................................................................... 25 足 ................................................................................................................... 25 小腿 ............................................................................................................... 26 大腿 ............................................................................................................... 27 第四章 總結(jié) ....................................................................................................................... 28 ................................................................................................................. 28 設(shè)計感受 .................................................................................................................. 28 課程設(shè)計見解 .......................................................................................................... 28 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................ 29 謝 辭 .................................................................................................................................... 30 作者：寧輕，夏麗萍，趙晨光，陳森，周義恒 論文題目：六足是機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)設(shè)計 4 摘 要 人類社會的發(fā)展，各種各樣的機(jī)器人正漸漸的走進(jìn)我們的視野，有很多的地方都用到了機(jī)器人，在機(jī)器人的領(lǐng)域里越來越多的人開始愛好上了機(jī)器人。 六足機(jī)器人又叫蜘蛛機(jī)器人，是多足機(jī)器人的一種。腿節(jié)是最長最粗的一節(jié)。并不是所有成蟲都用六條腿來作者：寧輕，夏麗萍，趙晨光，陳森，周義恒 論文題目：六足是機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)設(shè)計 2 行走，有些昆蟲由于前足發(fā)生了特化，有了其他功用或退化，行走就主要靠中、后足來完成了。如行星表面、災(zāi)難發(fā)生礦井、防災(zāi)救援和反恐斗爭 等，對這些危險環(huán)境進(jìn)行不斷地探索和研究，尋求一條解決問題的可行途徑成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人類社會進(jìn)步的需要。正因?yàn)槿绱肆惴律鷻C(jī)器人對環(huán)境的破壞程度也較小。六足仿生機(jī)器人類似昆蟲原理較為簡單，技術(shù) 也比較成熟，而且傳動效率比較高，行走重心波動很小，運(yùn)動平穩(wěn)，這類裝置重量小，運(yùn)動靈活，采用步態(tài)仿生簡便直接。這一階段研究的重點(diǎn)在于機(jī)器人的運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計、機(jī)器人的步態(tài)生成與規(guī)劃及傳統(tǒng)的控制方法在機(jī)器人行走運(yùn)動控制過程的應(yīng)用。 集國內(nèi)外六足機(jī)器人的相關(guān)資 料，分析并消化，總結(jié)出我們自己的方法； ，選擇合適的步態(tài)，并穩(wěn)定性分析，行走步態(tài)設(shè)計； 設(shè)計和 運(yùn)動學(xué)分析 ，繪制六足機(jī)器人的機(jī)構(gòu)原理圖； 針對運(yùn)動特征設(shè)計相應(yīng)機(jī)構(gòu) ， 改善運(yùn)動機(jī)構(gòu)完成設(shè)計 。 跟導(dǎo)步態(tài) 很多人都是采用的三 角步態(tài)，但是三角步態(tài)也是有局限性的，三角步態(tài)被應(yīng)用在平常不凸起 的地面，在 1974 年 sun 提出 的跟導(dǎo)步態(tài)，這個是跟導(dǎo)步態(tài)最原先的鼻祖，他是以后跟導(dǎo)步態(tài)的一個基礎(chǔ)，在為后人的研究中做出了很大的貢獻(xiàn)。有荷因素的定義為整個循環(huán)的運(yùn)動周期中腿在地面的時間比例： Ti pit?? 腿的周期腿的支撐相的時間? (21) 如果 i為 ， 2k（ 2k 為總的足數(shù)）也就是為偶數(shù)的時候，這種步態(tài)就稱之為規(guī)則步態(tài)。就是通過重心的轉(zhuǎn)移來使機(jī)身移動，然后再重復(fù)上一組的動作，相互互換周而復(fù)始，這種方式是很便捷的，因?yàn)橹匦囊恢痹趦?對三角架的重心位置，使其能更穩(wěn)定的行走，這 充分的體現(xiàn)了三角步態(tài)的行走方式，但是這不是直線 ，我們可以理解為一種類似呈鋸齒形的曲線前進(jìn)方式。 圖 23 腿變化示意圖 圖 24 髖關(guān)節(jié)在 XOY 平面旋轉(zhuǎn)示意圖 由上面的兩幅圖可以看出，六足仿生機(jī)器人髖關(guān)節(jié)的電機(jī)向上旋轉(zhuǎn)了 i? 角度的時候，13 屆國際機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程設(shè)計（論文） 11 其中一條腿在 Z 軸方向提升高度 h ，六足步行機(jī)器人腿部 Z 方向提升高度可以通過圖計算如圖 : 根據(jù)圖中所示， 得到 h 計算的表達(dá)式子： 22 ii= 2 si n si n a r c ta n2 2 2HLh H L? ? ?? （ + ） （ 22） 222 s in c o s ( a r c ta n )22i H ih L H L??? ? ? （ 23） 所以可以確定的是髖關(guān)節(jié)電機(jī)旋轉(zhuǎn) i? 角度時候與立足的位置點(diǎn) Ai