【正文】 本章小結(jié)本章從人體下肢的結(jié)構(gòu)出發(fā)，完成了對(duì)人體下肢關(guān)節(jié)、自由度及肌肉的分析，結(jié)合上一章對(duì)國(guó)內(nèi)外典型機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分析，確定了仿人雙足機(jī)器人機(jī)構(gòu)自由度的配置、結(jié)構(gòu)形式、驅(qū)動(dòng)方式及外形尺寸。 足部的強(qiáng)度分析機(jī)器人重18kg，在直立狀態(tài)下每條腿分擔(dān)的重量為9kg。結(jié)論本文在分析人體下肢的基礎(chǔ)上，深入研究了仿人雙足機(jī)器人機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并完成以下工作：深入分析了人類腿部的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了串聯(lián)加并聯(lián)的仿人雙足機(jī)器人機(jī)構(gòu)，并在inventor環(huán)境下完成了對(duì)仿人雙足機(jī)器人機(jī)構(gòu)的建模及裝配。，低于材料強(qiáng)度極限，危險(xiǎn)位置為虎克鉸鏈中部。4 機(jī)器人機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度分析機(jī)器人機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度分析主要是在inventor環(huán)境下，利用inventor軟件中的應(yīng)力分析模塊對(duì)機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析。材料采用鋁合金5052，所以重量較輕，僅為18kg，共12個(gè)自由度，由分散在大腿和小腿的液壓缸和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。膝關(guān)節(jié)的后方有膝關(guān)節(jié)連桿，下端通過(guò)一個(gè)螺栓連接固定在小腿的上端，上端與大腿后部的液壓缸活塞相連。根據(jù)以下公式確定機(jī)構(gòu)的階數(shù): (22) 位為機(jī)構(gòu)公共約束的數(shù)目，根據(jù)公式（21）可知，要計(jì)算空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度，關(guān)鍵在于階數(shù)的確定，而階數(shù)可以通過(guò)計(jì)算公共約束的數(shù)目來(lái)得到，可以通過(guò)較新的反螺旋理論來(lái)確定機(jī)構(gòu)公共約束的數(shù)目[11]。最后在inventor環(huán)境下對(duì)機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模和裝配，完成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。腰大肌被筋膜鞘包裹，主要作用是使髖關(guān)節(jié)前屈和旋外。每個(gè)關(guān)節(jié)都有一對(duì)作用相反的肌肉：屈肌和伸肌， 下肢骨骼關(guān)節(jié)解剖分析人體下肢關(guān)節(jié)主要有踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)，主要骨骼有足骨、腓骨、脛骨、髕骨、股骨和骨盆。行動(dòng)機(jī)構(gòu)和人一樣有兩條大腿、兩條小腿和兩個(gè)足，具有類似人腿功能。1995年成研制出HITIH機(jī)器人，每條腿共有6個(gè)自由度，踝關(guān)節(jié)由兩個(gè)正交的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。1973年成功研制出仿人機(jī)器人WABOT1，是一個(gè)模仿人類雙足行走的機(jī)器人，1984年研發(fā)出WABOT2，這是款可以彈琴的機(jī)器人；1992年早稻田大學(xué)制定出仿人機(jī)器人研發(fā)計(jì)劃，于1995年研發(fā)出導(dǎo)航機(jī)器人Hadaly1，1997年又研發(fā)出雙足行走機(jī)器人WABIAN[6]，WABIAN2（左）和WABIANRIV（右）。s. Characteristics of humanoid biped robot is the biggest biped walking, so its high flexibility, can replace human do dangerous work.This paper reviews the development history of domestic and foreign humanoid biped robot, based on analysis of human lower limb structure, determine the robot DOF configuration, joint structure and drive mode. Modeling and assembly mechanism based on inventor, pleted the design of humanoid biped robot mechanism, finally carries on the analysis of motion simulation and strength of humanoid biped robot, motion performance and the strength of the inspection organization, and further optimize the mechanism design.Keywords Humanoid biped robot，mechanism design，motion simulation，strength analysis 目錄1 緒論 3 課題研究的意義 3 國(guó)內(nèi)外仿人雙足機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀 3 本課題研究的主要內(nèi)容 32 仿人雙足機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 人體下肢分析 3 仿人雙足機(jī)器人總體設(shè)計(jì) 3 仿人雙足機(jī)器人關(guān)節(jié)設(shè)計(jì) 3 仿人雙足機(jī)器人總體結(jié)構(gòu) 3 本章小結(jié) 33 機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬 3 行走的運(yùn)動(dòng)模擬 3 蹲下的運(yùn)動(dòng)模擬 3 轉(zhuǎn)彎的運(yùn)動(dòng)模擬 3 本章小結(jié) 34 機(jī)器人機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度分析 3 靜態(tài)強(qiáng)度分析 3 運(yùn)動(dòng)載荷下的強(qiáng)度分析 3 本章小結(jié) 3結(jié)論 3致謝 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。因此雙足機(jī)器人的步行是機(jī)器人步行系統(tǒng)中最復(fù)雜、自動(dòng)化程度最高的，其步行系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)仿人雙足機(jī)器人地面適應(yīng)能力強(qiáng)，步行占地面積小，移動(dòng)范圍大、盲區(qū)小，有較高的越障能力，可以實(shí)現(xiàn)上下臺(tái)階、通過(guò)崎嶇路面等復(fù)雜動(dòng)作。 HRP2機(jī)器人日本本田公司按研制時(shí)間先后，把所研制出的仿人雙足機(jī)器人分別命名為PPP3。重76kg，全身共32自由度，步速為1km/h。2 仿人雙足機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 仿人雙足機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是有關(guān)仿人雙足機(jī)器人一切研究的基礎(chǔ)和載體，是仿人雙足機(jī)器人最基本的構(gòu)成。髖關(guān)節(jié)髖關(guān)節(jié)屬于杵臼關(guān)節(jié)，由股骨頭和髖臼相對(duì)構(gòu)成。股四頭肌特別發(fā)達(dá)，它的4個(gè)頭分別為股內(nèi)側(cè)肌、股中間肌、股外側(cè)肌和股直肌，主要作用伸直小腿和輔助屈大腿。 機(jī)器人機(jī)構(gòu)形式設(shè)計(jì)根據(jù)上文的結(jié)論，人體腿部的踝關(guān)節(jié)有2個(gè)自由度，膝關(guān)節(jié)有1個(gè)自由度，髖關(guān)節(jié)有3個(gè)自由度。根據(jù)公式（21）可得：M=d(ng1)+由于機(jī)構(gòu)中連桿有繞自身旋轉(zhuǎn)的局部自由度，所以整體自由度為2，當(dāng)小腿的兩個(gè)導(dǎo)桿作為源動(dòng)力輸入時(shí)，源動(dòng)力的數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度的數(shù)目，則可以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，即兩桿同步移動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的屈伸運(yùn)動(dòng)，兩桿不同步移動(dòng)時(shí)為踝關(guān)節(jié)的內(nèi)翻和外翻運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)形式為一個(gè)倒過(guò)來(lái)的踝關(guān)節(jié)，主要由髖關(guān)節(jié)虎克鉸鏈、髖關(guān)節(jié)大腿連接器和髖關(guān)節(jié)平臺(tái)構(gòu)成，也是由三個(gè)并聯(lián)分路組成，第一條為髖關(guān)節(jié)平臺(tái)通過(guò)虎克鉸鏈與髖關(guān)節(jié)大腿連接器連接的分路，二、三條為大腿前部的液壓缸活塞通過(guò)一個(gè)球面連接與髖關(guān)節(jié)連桿連接的分路。在inventor環(huán)境下，對(duì)機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模與裝配，完成了機(jī)器人機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為后續(xù)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析和強(qiáng)度分析打下了基礎(chǔ)。足部零件的材料為鋁合金5052，屈服強(qiáng)度為195MPa，主要受足部以上零件的重力和地面給予的反作用力，利inventor軟件中的應(yīng)力分析模塊對(duì)足部進(jìn)行強(qiáng)度分析。通過(guò)分析人類運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，得出人類運(yùn)動(dòng)時(shí)的