【正文】 （9）計(jì)算得出， Nm。據(jù)此，可推算出各關(guān)節(jié)所需的扭矩為：（6） （7）當(dāng)q2=90176。針對(duì)仿生蜘蛛機(jī)器人支撐腿的受力狀況，其虛位移平衡方程的分析如下：首先用表示質(zhì)點(diǎn)系的廣義坐標(biāo)，即有 （2），，則仿生仿生蜘蛛機(jī)器人步行足的廣義平衡方程為： （3） （4） 其中 MM3 為膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)所需扭矩，ll m m3 為脛節(jié)、足的長度和質(zhì)量。抬腿的時(shí)候，B舵機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)30176。腿著地的時(shí)候，上腿和中腿間的夾角為135176。在本次設(shè)計(jì)中，上腿的長度是34mm，中腿地長度是34mm，下腿地長度為90mm。然后對(duì)腿部做受力分析，做出受力簡圖5如下 圖5 仿生蜘蛛機(jī)器人腿的受力簡圖 Fig 5 Bionic six foot robot leg force diagram仿生蜘蛛機(jī)器人以地面做 xoy 平面，仿生蜘蛛機(jī)器人地重心在 xoy 平面上的投影為坐標(biāo)原點(diǎn) O，z 軸和機(jī)身垂直。必須要有機(jī)器人的腿的質(zhì)量以及尺寸，通過查閱然后預(yù)算可以得出：上腿（股節(jié)）有效長度是 34mm，中腿（脛節(jié)）的有效長度是 34mm,下腿（足）的有效長度是 90mm。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中B、D、E、F不做前后運(yùn)動(dòng)，只是上下運(yùn)動(dòng)。然后A、C、E腿落地支撐，同時(shí)B、D、F腿抬起保持不動(dòng)。（2）轉(zhuǎn)彎步態(tài)分析 項(xiàng)目設(shè)計(jì)的機(jī)器人使用原位將與一只腳為中心轉(zhuǎn)動(dòng),右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程如下：首先E,C,A,號(hào)腿先抬起，然后C,A號(hào)腿向前擺動(dòng)，E腿保持不動(dòng)。支撐的三條腿使身體前進(jìn)，擺動(dòng)的腿對(duì)身體沒有力以及位移作用，只使小腿向前運(yùn)動(dòng)，做好接下來支撐的準(zhǔn)備。 圖4 仿生蜘蛛機(jī)器人腿的生物結(jié)構(gòu)示意圖 Fig 4 Bionic six foot robot leg biological structure diagram 圖2 舵機(jī)安裝示意圖 Fig 2 Steering gear installed scheme（1）行走步態(tài)分析由13，14，15，1，2，3，7，8，9，號(hào)舵機(jī)所控制的E,C,A腿所處的狀態(tài)一直保持一致；同樣，111118號(hào)所控制的B、D、F腿的狀態(tài)也保持一致。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)器人仿生蜘蛛等效生物肌肉的作用,改變它,把腿關(guān)節(jié)機(jī)器人的姿態(tài)。電機(jī)通過控制相應(yīng)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)使機(jī)器人具有多個(gè)自由度,可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人走在任何時(shí)候自由的領(lǐng)域。腿交替來支持身體的質(zhì)量在行走的過程中,和推動(dòng)身體向前移動(dòng)在負(fù)重條件,因此必須適應(yīng)整個(gè)剛度和承載力的質(zhì)量。機(jī)身連接到主板的基礎(chǔ)部分,關(guān)節(jié),膝蓋和腳踝,每個(gè)都有相應(yīng)的自由度,以確保正常的運(yùn)動(dòng)。 圖3 仿生蜘蛛機(jī)器人腿分布示意圖 Fig 3 Bionic six foot robot leg distribution diagram仿生機(jī)器人蜘蛛六腿機(jī)身的盤上均勻分布,根據(jù)設(shè)計(jì)要求:一條腿有三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng),因此每條腿組裝三個(gè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。同時(shí)，上面的式子也說明，不管該步行機(jī)器人的步態(tài)和地面狀況怎樣，軀干在一定范圍內(nèi)都可靈活的到達(dá)任意位置，而且呈現(xiàn)要求的姿態(tài)。將以上參數(shù)代入式（1），可得：F=3n+3n(n1)6=6由此可得到，不管步行機(jī)器人的幾條腿處于支撐相，不論是三足支撐還是六足支撐，整個(gè)機(jī)構(gòu)都是具有六個(gè)自由度的空間多環(huán)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，只是有時(shí)為三分支并聯(lián)機(jī)構(gòu)，有時(shí)為六分支并聯(lián)機(jī)構(gòu)。步行機(jī)器人行走在正常情況下,胎停止支持腿與地面接觸有摩擦,可以簡化為點(diǎn)接觸,相當(dāng)于3自由度球面副的機(jī)制,加上與關(guān)節(jié),膝蓋和腳踝(對(duì)于單自由度,每個(gè)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)),每條腿有6對(duì)單自由度運(yùn)動(dòng)。六條腿的機(jī)器人通過控制兩腿交替提高擺動(dòng),實(shí)現(xiàn)步行運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)的過程中,會(huì)有一組腿,一組腳,三個(gè)降落腿不僅使昆蟲的身體穩(wěn)定,擺動(dòng)和驅(qū)動(dòng)力,昆蟲身體能完成直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。分別給18個(gè)舵機(jī)編號(hào)（118），如下圖所示。每條腿三個(gè)舵機(jī)，分別控制跟關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)以及踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)舵機(jī)安裝呈正交，構(gòu)成垂直以及水平方向的自由度。目前，大部分仿生蜘蛛機(jī)器人采用了仿昆蟲的結(jié)構(gòu)，六條腿分布在身體的兩側(cè)，身體左面的前、后足及右面的中足為一組，右面的前、后足和左面的中足為另一組，分別組成兩個(gè)三角形支架，靠大腿前后劃動(dòng)來實(shí)現(xiàn)支撐以及擺動(dòng)過程，這就是最典型的三角步態(tài)行走方式。以下主要分析三角步態(tài)原理。其他三條足組成另外一組。圖 1 仿生蜘蛛機(jī)器人腿的分布示意圖 Fig 1 Bionic six foot robot leg distribution diagram綜合足的數(shù)量等因素，此次設(shè)計(jì)的行走步態(tài)決定用三角步態(tài)，這也是六足機(jī)器人步行方式通常采用的。數(shù)選擇的因素主要包括:穩(wěn)定、節(jié)能、冗余、聯(lián)合控制性能的要求,生產(chǎn)成本,質(zhì)量,復(fù)雜的傳感器和可能的步態(tài),等等,腿配置指的是腳的行走機(jī)器人相對(duì)于身體的位置和姿態(tài)的安排,確定分布形式,還需要考慮一些細(xì)節(jié),比如腿在主平面幾何配置和相對(duì)彎曲腿的方向桿,等等。以及其他數(shù)據(jù)。必須在滿足機(jī)器人的預(yù)期技術(shù)指標(biāo)的條件下，考慮用合理用材、便捷制造安裝、價(jià)格低廉和可靠性高等問題。而且，仿設(shè)計(jì)出來的機(jī)器人機(jī)構(gòu)不僅得滿足技術(shù)條件。之后才可以進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一只腳兩個(gè)關(guān)節(jié)的活動(dòng),聯(lián)合使用控制型轉(zhuǎn)變，另一個(gè)聯(lián)合使用偏擺,讓腳可以提高,作為一種上下。兩只前腿不會(huì)用來走路。行走就主要靠中和后足來完成。還有一部分昆蟲不用全部的腿走路。前足后固定對(duì)象在它的爪子把昆蟲的身體向前,足以支持和提高身體的一邊,腳后促進(jìn)蟲體之前,同時(shí)使蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)。小結(jié)束還有兩個(gè)堅(jiān)硬和鋒利的爪子,它可以用來把握對(duì)象。第四季度叫做脛骨,往往是又細(xì)又長,一排排的荊棘。旋轉(zhuǎn)是沒有活動(dòng)通常與腿部分緊密相連。每只腳髖,旋轉(zhuǎn),股骨,脛骨,瞼板和前大數(shù)。腳是昆蟲的運(yùn)動(dòng)器官。曾經(jīng)在 IEEE 機(jī)器人學(xué)與仿生學(xué)國際學(xué)術(shù)會(huì)議上，與會(huì)的機(jī)器人專家就指出：“模仿生物的身體結(jié)構(gòu)和功能，從事生物特點(diǎn)工作的仿生機(jī)器人，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，成為成為未來機(jī)器人的發(fā)展方向[1]。與人類研究的擴(kuò)大,以及人類生活水平的不斷提高,機(jī)器人的發(fā)展也越來越重要[3]。盡管機(jī)器人是一種機(jī)器,它沒有生命體征,只有在惡劣的環(huán)境工作將身體材料有更高的要求。機(jī)器人是人工智能的方向迅速發(fā)展,仿生機(jī)器人的發(fā)展非?？?。蜜蜂機(jī)器人開發(fā)的科學(xué)家在美國,后安裝太陽能電池板和傳感器可以自主飛行很長時(shí)間。研究制造昆蟲機(jī)器人,其前景也非常好。作為一個(gè)軍事偵察和科學(xué)探索的工具,它的發(fā)展和應(yīng)用前景非常廣泛。通過搖擺身體和尾巴,真的可以像魚游泳,。日本和俄羅斯創(chuàng)建了一個(gè)電子機(jī)器蟹,深海探測,收集樣本,捕捉海洋生物,海底焊接等，幾年之前。在1990年代早期,美國麻省理工學(xué)院教授布魯克斯的幫助下學(xué)生,產(chǎn)生一批蚊子機(jī)器人,名叫昆蟲,這些小習(xí)慣非常相似和蟑螂。娛樂和服務(wù)等行業(yè)都得到良好的應(yīng)用，機(jī)器人正朝著智能化的方向發(fā)展，將人工智能與仿生學(xué)相結(jié)合制造出類生物機(jī)器人。機(jī)器人在農(nóng)業(yè)。仿生機(jī)器人大致可分為仿人機(jī)器人,和模仿人類的生物機(jī)器人，仿人機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)的前沿課題的一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)問題,主要是研究多自由度機(jī)器人機(jī)械臂關(guān)節(jié),指的是結(jié)合兩只腳行走機(jī)器人靈巧手的身體,模仿人類的生物機(jī)器人行走機(jī)器人,主要研究了蛇形機(jī)器人