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《仿生六足機(jī)器人中期報(bào)告》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、編號(hào):哈爾濱工業(yè)大學(xué)大一年度項(xiàng)目中期檢查報(bào)告項(xiàng)目名稱(chēng)：仿生六足機(jī)器人項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：學(xué)號(hào)聯(lián)系電話：電子郵箱：院系及專(zhuān)業(yè)：機(jī)電工程學(xué)院指導(dǎo)教師：職稱(chēng)：聯(lián)系電話：電子郵箱：院系及專(zhuān)業(yè)：機(jī)電工程學(xué)院哈爾濱工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)部制表填表日期：2014年6月28日2一、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員（包括項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、按順序）姓名性別所在院學(xué)號(hào)身份證號(hào)本人簽字二、指導(dǎo)教師意見(jiàn)簽名：年月日三、項(xiàng)目專(zhuān)家組意見(jiàn)1．是否達(dá)到中期目標(biāo)（在□內(nèi)打√）：□達(dá)到中期目標(biāo)□基本達(dá)到中期目標(biāo)□未達(dá)到中期目標(biāo)2．成績(jī)?cè)u(píng)定（在□內(nèi)打√）：□合格□改進(jìn)后可繼續(xù)執(zhí)行□不合格，項(xiàng)
2、目實(shí)施意見(jiàn)：□提出警告、觀察后再定繼續(xù)執(zhí)行或中止□中止實(shí)施3．其它意見(jiàn)和建議：組長(zhǎng)簽名：（蓋章）（學(xué)部蓋章）年月日2四、研究背景1.研究現(xiàn)狀4.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀隨著電子技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)性能的提高，使多足步行機(jī)器人技術(shù)進(jìn)入了基于計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展階段。其中有代表性的研究為1993年,美國(guó)卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)開(kāi)發(fā)出有纜的八足步行機(jī)器人DANTE，圖1所示,用于對(duì)南極的埃里伯斯火山進(jìn)行了考察，其結(jié)構(gòu)由2個(gè)獨(dú)立的框架構(gòu)成。這一階段研究的重點(diǎn)在于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、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(dòng)控制過(guò)
3、程的應(yīng)用。BostonDynamics公司的BigDog四足機(jī)器人用于為軍隊(duì)運(yùn)輸裝備，其高3英尺，重165磅，可以以3.3英里的速度行進(jìn)，其采用汽油動(dòng)力。圖1AdaptiveSuspensionVehicle圖2Odex1步行機(jī)器人圖3MIT腿部實(shí)驗(yàn)室的四足和雙足機(jī)器人圖4DANTE步行機(jī)器人由于新的材料的發(fā)現(xiàn)、智能控制技術(shù)的發(fā)展、對(duì)步行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)高效建模方法的提出以及生物學(xué)知識(shí)的增長(zhǎng)促使了步行機(jī)器人向模仿生物的方向發(fā)展。4.2國(guó)外研究現(xiàn)狀11我國(guó)步行機(jī)器人的研究開(kāi)始較晚，真正開(kāi)始是在上世紀(jì)80年代初
4、。1980年，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所采用平行四邊形和凸輪機(jī)構(gòu)研制出一臺(tái)八足螃蟹式步行機(jī),主要用于海底探測(cè)作業(yè),并做了越障、爬坡和通過(guò)沼澤地的試驗(yàn)。1989年，北京航空航。天大學(xué)孫漢旭博士進(jìn)行了四足步行機(jī)的研究，試制成功一臺(tái)四足步行機(jī)，并進(jìn)行了步行實(shí)驗(yàn)；錢(qián)晉武博士對(duì)地、壁兩用六足步行機(jī)器人進(jìn)行了步態(tài)和運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的研究。1991年，上海交通大學(xué)馬培蓀等研制出JTUWM系列四足步行機(jī)器人，該機(jī)器人采用計(jì)算機(jī)模擬電路兩級(jí)分布式控制系統(tǒng),JTUWM-III以對(duì)角步態(tài)行走,腳底裝有PVDF測(cè)力傳感器，如圖5，同時(shí)
5、對(duì)多足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制，以及機(jī)器人的腿、臂功能融合和模塊化實(shí)現(xiàn)的控制體系及其設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。圖5JTUWM四足步行機(jī)器人2.研究趨勢(shì) 根據(jù)美國(guó)陸軍1967年調(diào)查,地球上近一半的地面不能為傳統(tǒng)的輪式車(chē)輛或履帶車(chē)輛到達(dá)[1],而多足式動(dòng)物卻可以在這些地面上行走自如.從中得到啟示:輪式車(chē)輛在平地運(yùn)輸中有不可替代的作用,履帶車(chē)輛被廣泛應(yīng)用于沙地和泥濘,然而人們沒(méi)能找到合適的方法用于山地和多障礙地面足式步進(jìn)車(chē)輛就解決了這些問(wèn)題,能跨越溝、坎等障礙，并且步進(jìn)車(chē)輛足部落腳點(diǎn)的離散性和面積小的特點(diǎn)使其對(duì)坑洼山地的機(jī)動(dòng)
6、性和適應(yīng)性更強(qiáng),機(jī)器人能夠在足尖點(diǎn)可達(dá)范圍內(nèi)靈活調(diào)整行走姿態(tài)并選擇合理的支撐點(diǎn),使得機(jī)器人具有更高的避障和越障能力[2]，同時(shí)其運(yùn)行足部也較輪式車(chē)輛和履帶車(chē)輛更加輕便.以往各國(guó)學(xué)者對(duì)四足、六足八足步進(jìn)機(jī)的研究中取得了豐碩的成果,但這些步進(jìn)車(chē)大多局限于采用矩形框架分布六足,而使其自由度分布因足部干涉而受到限制,這不能不說(shuō)是一種遺憾。足式運(yùn)輸?shù)膬?yōu)越性使其成為機(jī)器人學(xué)研究的一個(gè)引人注目的熱點(diǎn).它在航空航天(登月,火星探測(cè))、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(西部大開(kāi)發(fā)、物流自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的探測(cè)和檢修),軍事國(guó)防等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。3.
7、研究意義它可以較易的跨過(guò)比較大的障礙，并且機(jī)器人足所具有的大量自由度可以是機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)更加靈活，對(duì)凹凸不平的地形的適應(yīng)能力更強(qiáng)。能夠代替人類(lèi)完成單調(diào)重復(fù)的工作，有著更強(qiáng)的適應(yīng)能力，在高氣溫、瘴氣等惡劣環(huán)境下仍然能精準(zhǔn)無(wú)誤的完成任務(wù)。五．項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案我們擬定軀干部分選用亞克力板，易于加工可設(shè)計(jì)拼接結(jié)構(gòu)，不耐沖擊。軀干和足之間選用鉚釘連接，連接強(qiáng)度較大，能夠緊、密連接工件。11接觸面積較大的地方選用膠接的方法，應(yīng)用面廣，不受基本結(jié)構(gòu)限制。主要驅(qū)動(dòng)方式將選用驅(qū)動(dòng)器采用微型直流角位移伺服電動(dòng)機(jī)，也就是我們常說(shuō)
8、的舵機(jī)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)共使用12個(gè)舵機(jī)用于步態(tài)實(shí)現(xiàn)。每條腿上有兩個(gè)舵機(jī)，分別控制髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，舵機(jī)安裝呈正交，構(gòu)成垂直和水平方向的自由度。由于腿只有水平和垂直平面的運(yùn)動(dòng)自由度，所以只考慮利用三角步態(tài)實(shí)現(xiàn)直線行走。電源線和地線用于提供舵機(jī)內(nèi)部的直流電機(jī)和控制線路所需的能源．電壓通常介于4～6V，一般取5V。給舵機(jī)供電電源應(yīng)能提供足夠的功率?？刂凭€的輸入是一個(gè)寬度可調(diào)的周期性方波脈沖信號(hào)
