慧魚工業(yè)機器人

1、隨著社會的進步和科技的發(fā)展，機器人產(chǎn)品開始進入到生產(chǎn)過程和日常生活中，各種 類型的機器人在特定的工作環(huán)境下發(fā)揮著越來越重要的作用。但是目前對于移動式機器 人多釆用輪式移動機構(gòu)，在適應(yīng)復(fù)雜地形時無法滿足路況的要求，由此設(shè)計一種靈活的、 行走平穩(wěn)和對路況適應(yīng)性強的機器人成為解決此類問題的關(guān)鍵。根據(jù)昆蟲運動時釆用的 三角步態(tài)走法設(shè)計了機器人的腿部五連桿行走機構(gòu)，并對其進行了占空比、穩(wěn)定性、轉(zhuǎn) 彎狀態(tài)等分析，由程序來控制機器人的動作。關(guān)鍵詞：慧魚機器人，工業(yè)機器人，仿生機器人1.1課程設(shè)計背景31.2課程設(shè)計意義目的41. 3課程設(shè)計原理42.慧魚機器人62.1慧魚創(chuàng)意教學(xué)組合模型簡介62. 2慧魚工

2、業(yè)機器人分析62.2.實驗原理分析72.2.2機器人機構(gòu)組成72.2.3機器人工作空間形式72. 2. 4機器人機械傳動方式72. 2. 5機器人位移速度控制方式122.2.6機器人模型圖繪制133移動機器人164仿生機器人175移動機器人186. 總結(jié)207. 任務(wù)分工20參考文獻20#1 緒論1.1課程設(shè)計背景機器人這個詞，第一次出現(xiàn)在carel capek 1923年的小說golem(有生命的假 人)中，這個人造的主人公因其高超的本領(lǐng)代替了人。上個世紀(jì)的三四十年代，機器人多少更像一種自動機器。以至于今天，當(dāng)我們回顧 人們曾用閃光燈作為機器人的眼睛從而使其具有人類特點的種種嘗試，總會讓人忍

3、俊不o這些機器幾乎沒有什么“智能化”或者“靈活性”可言。隨著控制學(xué)對機器人技術(shù) 的影響日益深刻，機器人的設(shè)計也伴隨電子電路的出現(xiàn)而越發(fā)接近現(xiàn)實了。直到今天， 機器人的智能化仍然是許多公司、科研院所和高等學(xué)校不斷研究和探索的重要課題。自動化控制理論(cybernetics)為解決這一問題帶來了生機?！白詣踊刂啤?一詞 來源于希臘語(kybernetes)o原意指的是希臘輪船上領(lǐng)航員，其任務(wù)是指揮航行方向并 繪制到達目的地的航行路線。無疑，自動化控制理論本來是要使機器人變聰明。但是如何實現(xiàn)呢？我們先用一個 啟發(fā)式實驗進行說明。我們可能都觀察過飛蛾趨光的特點，飛蛾找到光源，向那里飛去, 即使非常近

4、的距離，也絕不會拍打到光源。顯然飛蛾之所以能夠這樣做，是因為它發(fā)覺 光源，劃出路線然后再向其撲去。這本領(lǐng)是基于這種昆蟲自身具備的機敏的行為模式。 現(xiàn)在我們將上述能力應(yīng)用到一個技術(shù)系統(tǒng)中。先用光學(xué)傳感器探測到光源，馬達執(zhí)行動 作，這樣，我們必須在發(fā)現(xiàn)信號和執(zhí)行信號之間建立一個合理的連接，即程序。20世紀(jì)50年代，一位名叫沃特格雷(walter grey)的英國人將上述引人思考的實驗 付諸于實踐。借助于幾個簡單的傳感器，馬達和電路，他創(chuàng)作出多種自動化動物，可以 準(zhǔn)確模仿出飛蛾的動作。左圖所示的是“自動”海龜?shù)膹?fù)制品，展示在華盛頓的史密森 博物館里。鑒于上述的奇思妙想，我們也要為我們的機器人建立起類

5、似的行為并用程序來和機 器人進行交流?；埕~創(chuàng)意組合模型體現(xiàn)不同學(xué)科知識點的各種組合包，不僅可以應(yīng)用于中小學(xué)各個 年級學(xué)科教學(xué)、還可以用于大學(xué)不同專業(yè)以及研究生工程實驗和技術(shù)創(chuàng)新活動，現(xiàn)在以 清華大學(xué)、上海交通大學(xué)為代表的一批高校建立的慧魚創(chuàng)新實驗室就是利用慧魚模型組 合包系列建立的工程技術(shù)實驗室，是創(chuàng)新教育的一個全新平臺。通過慧魚模型的使用， 不僅可以讓我們的孩子將多學(xué)科多領(lǐng)域的綜合知識融會貫通于實踐過程中，更重要的是 培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，而慧魚創(chuàng)意組合模型就是我們期待的創(chuàng)新教育的理想 學(xué)具！慧魚模型就是利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構(gòu)建或者模擬現(xiàn)

6、實發(fā)揮 你的創(chuàng)意，來完成機電一體化的工業(yè)設(shè)計為主的模型組建，現(xiàn)在慧魚模型在中國有眾多 的高校以及職業(yè)學(xué)校在使用，并且越來越受到大家的關(guān)注。相信慧魚會成為中國創(chuàng)新教 育的理想教具。1.2課程設(shè)計意義目的1. 為了對工業(yè)生產(chǎn)進一步了解，了解機器人工作原理。2. 由于組裝復(fù)雜要求實踐性更強，這樣提高學(xué)生動手能力在傳統(tǒng)實驗里，主要是課 程中的具體原理或理論的驗證性實驗，如再如機械設(shè)計中的帶傳動實驗主要是為了驗證 帶傳動中的兩個重要的現(xiàn)象一一彈性滑動和打滑。這些傳統(tǒng)型實驗對學(xué)生更好的理解 課本的理論知識有很大的幫助，具有課本結(jié)合性強的特點。3. 安裝過程中應(yīng)用知識面更廣，培養(yǎng)綜合素質(zhì)實驗的內(nèi)容涉及面極廣

7、，不僅包括傳 統(tǒng)機械相關(guān)的實驗內(nèi)容，而且還 涉及到了能源（包括太陽能）、氣動、遙控（如傳感器 技術(shù)）、自動控制（plc控制、單片機 控制）、軟件編程（慧魚公司自帶的編輯軟件 llwin 3.01）等多學(xué)科的知識，最重要是它能夠把這些很好地知識結(jié)合起來，并體現(xiàn)到 某個模型中。4. 組建靈活性大，可以自行設(shè)計裝配創(chuàng)新性高，增加學(xué)生研究性思維而在慧魚實驗 中，學(xué)生不僅可以對教具所提供的樣本模型進行驗證式實驗（通過這些模 型實驗可以 使學(xué)生掌握機械、電子和自動化等的相關(guān)知識），而且可以把這些不同模型的特點結(jié) 合起來，進行自主設(shè)計，設(shè)計出新的作品來，因此慧魚實驗具有較高的創(chuàng)新性。1.3課程設(shè)計原理機器人

8、指的是可程式控制的機械，整體來說可分為兩大部分，分別為機械架構(gòu)及軟 體的控制的兩大部分。（一）機械架構(gòu)本設(shè)計移動機器人之機械構(gòu)架釆用徳國慧魚創(chuàng)意積木所組成，它的優(yōu)點在于方便組 裝，能在設(shè)計階段能起到一定的輔助作用，減少設(shè)計成本以及更好的觀察到設(shè)計的可行 性及其優(yōu)缺點，以便更好改進設(shè)計中的缺點。一般機械所用到的零組件如齒輪、馬達、 光電開關(guān)等，都可以在慧魚創(chuàng)意積木中找到，且功能毫不遜色。5首先針對我們所需的機械架構(gòu)做規(guī)劃，收集所需用到之慧魚創(chuàng)意積木零件，將其組 裝機械架構(gòu)。該架構(gòu)主要是由兩個絲桿與一個馬達連接，兩纟纟桿再平均接上傳動齒輪實現(xiàn)此仿生 機器人的運動及其開關(guān)所組成，而這個開關(guān)主要用于判

9、斷機器人的開關(guān)及其運動方向。（二）軟體控制在控制軟體方面，我們使用圓形式人機介面軟體llwin （ lucky logic for windows） , llwin是一種新控制語言，它的特色在于使用了創(chuàng)新的程式模塊，你只需 事先將機器人行動流程規(guī)劃好，再配合所需用到的程式模塊，將內(nèi)部參數(shù)設(shè)定好即可， 不但避問了以往繁雜的程式語言，更讓使用者不再被要求學(xué)習(xí)程式語言的復(fù)雜語法，使 之達到更為快速和方便的效果。圖1為智慧型微電腦界面板，它的主要功用在于儲存llwin之程式，使程式經(jīng)由此 介面板驅(qū)動機器人，達到預(yù)設(shè)之動作。圖1-1智慧型微電腦介面板細部說明如下：1、此裝置是所有電腦控制套件的控制邏輯核

10、心，他負責(zé)與pc間的通訊和運算，將電 腦所編輯的程式轉(zhuǎn)換成控制命令來控制馬達等。2、此裝置有八個數(shù)位輸入，兩個類比輸入可接收05歐姆的電阻值，四個可逆馬達輸 出控制，控制馬達de relay等。3、電源供應(yīng)電池或充電器的方式，大小為9伏特5瓦。4、可在0n-line （以傳輸線與pc連線），也可在0ff-line （不需與電腦連線）兩種模式下作業(yè)。5、與電腦連接時不需額外插卡，利用cm0m2通訊即可。2慧魚機器人2.1慧魚創(chuàng)意教學(xué)組合模型簡介1964年，慧魚創(chuàng)意教學(xué)組合模型（fischertechnik）誕生于徳國，是由徳國發(fā)明家arthur fischer博士在1964年從其專利“六面拼接體

11、”的基礎(chǔ)上發(fā)明的。它是技術(shù)含量很高的工 程技術(shù)類智趣拼裝模型，是展示科學(xué)原理和技術(shù)過程的理想教具，也是體現(xiàn)世界最先進 教育理念的學(xué)具，為創(chuàng)新教育和創(chuàng)新實驗提供了最佳的載體。慧魚創(chuàng)意組合模型的主要部件釆用優(yōu)質(zhì)尼龍塑膠制造，尺寸精確，不易磨損，可以 保證反復(fù)拆裝的同時不影響模型結(jié)合的精確度；構(gòu)件的工業(yè)燕尾槽專利設(shè)計使六面都可 拼接，獨特的設(shè)計可實現(xiàn)隨心所欲的組合和擴充。它由各種型號和規(guī)格的零件構(gòu)成，類似 于積木。零件的種類很多，幾乎包括了機械課程和日常生活中的所有零件，如機械零件：連 桿、凸輪、齒輪（普通齒輪、錐齒輪、斜齒輪、內(nèi)嚙合齒輪、外嚙合齒輪等）、蝸輪、蝸桿、 螺桿、餃鏈、帶、鏈條、軸（直軸

12、和曲軸）、聯(lián)軸器、彈贊、減速器、齒輪箱、車輪等；電氣 零件：直流電機、燈泡、電磁氣閥、行程開關(guān)、傳感器（光敏、熱敏、磁敏、觸敏）、可調(diào)直 流變壓器、電腦接口板、plc接口板、紅外線發(fā)射接收裝置等；氣動零件：儲氣罐、汽缸、 活塞、氣彎頭、手動氣閥、電磁氣閥、氣管等。由這些零件的不同組合便可構(gòu)造出各式各樣的模型，這些模型主要可分為兩大類：技術(shù) 組和機器人組。技術(shù)組乂包括傳感器技術(shù)組、氣動技術(shù)組、汽車技術(shù)組、太陽能技術(shù)組、萬 能組合包。機器人組乂包括3d機器人、計算機器人、實驗機器人、工業(yè)機器人、移動機器 人和氣動機器人。學(xué)生在慧魚實驗過程中，通過對各類模型的認識和組裝，從而可以熟悉并掌握各類機械

13、設(shè)備和自動化裝置的常用結(jié)構(gòu)和工作原理。在模型的組建中，學(xué)生將運用到機械加工、氣動 技術(shù)、電子電路和軟件編程等知識，從而加深了對這些相關(guān)課程的理解。另外通過慧魚模型 的搭建和組裝也培養(yǎng)了學(xué)生的實際動手的能力、解決實際問題的能力和創(chuàng)新設(shè)計的能力。2. 2慧魚機器人分析此次創(chuàng)新設(shè)計項目，我們所完成的是慧魚工業(yè)機器人中的三自由度機械手，它能夠通過 智能控制接口盒的編程控制實現(xiàn)三個自由度方向（旋轉(zhuǎn)、水平、垂直）的夾取或放置物品， 因此操作范圍大，靈活性好。2. 2. 1實驗原理分析三自由度機械手能夠?qū)崿F(xiàn)在不同的方向上抓取物體，其運動系統(tǒng)主要由4部分組成，分 別為：水平運動、垂直運動、旋轉(zhuǎn)運動和手爪運動。

14、每一個運動系統(tǒng)的控制部分組成都是由 一個直流電機、兩個行程開關(guān)組成。下面以垂直運動為例介紹三自由度機械手的工作原理。 垂直運動主要由三個主要部件組成：電機、限位行程開關(guān)和計數(shù)行程開關(guān)。電機為垂直運動 提 供動力；這里所選用的電機為直流電機，通以9v電壓，則開始旋轉(zhuǎn)。通以-9v電壓，則 反向旋轉(zhuǎn)。限位行程開關(guān)限制垂直運動的極限位置，也是垂直運動的起始位置；當(dāng)機械手臂 向上運動碰到上面的限位行程開關(guān)后，機械手臂停止運動。計數(shù)行程開關(guān)是用來計量電機的 旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的，從而可以精確的計算垂直運動的距離，起到定位的作用。垂直運動具體的運動 過程可分為兩個階段：定位階段和復(fù)位階段。定位階段：驅(qū)動電機使手臂從初

15、始位置開始下 降，通過定位行程開關(guān)計數(shù)使手臂到達指定位置停止。復(fù)位階段：驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)使手臂上升, 直到碰到限位行程開關(guān)結(jié)束。垂直運動的工作原理：垂直運動以“微型計算機”為核心，“智能接口板”為中介，主 要由兩大部分組成，數(shù)字輸出和數(shù)字輸入。一方面，微型計算機發(fā)送指令，通過智能接口板輸 出給電機，使電機運動。另一方面，行程開關(guān)的信號經(jīng)由智能接口板輸入到計算機中，根據(jù) 信號的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的動作。限位行程開關(guān)和計數(shù)行程開關(guān)都是同一種行程開關(guān)。行程開關(guān) 是一個觸發(fā)式的開關(guān)，當(dāng)觸頭被按下時，則電路接地，此時通過智能接口板釆集到的信號為 低電平，數(shù)字信號為0：當(dāng)觸頭懸置時，則電路斷開，此時輸出的數(shù)字信號為

16、lo計算機根 據(jù)接受到的信號發(fā)出不同的命令，如使電機旋轉(zhuǎn)或停止。繳型hurlurli一h電肌接口板【算機hrsk行 數(shù) 計 關(guān)-程幵關(guān)2. 2. 2機器人機構(gòu)組成如圖1.1所示，該機器人為三自由度機械手，其機械手爪有夾緊和松開物件的功能，由 三個電機驅(qū)動三個自由度的運動，由一個電機控制手爪的夾緊和松開。可實現(xiàn)整體的旋轉(zhuǎn)、 水平、垂直運動及手爪的夾緊、松開運動。該機械人可通過pc對控制芯片進行編程，從而輸 出控制信號到各電機，驅(qū)動機械人的運動方向或行程，從而夾取或放置物件。圖2. 1機械手機構(gòu)組成2.2.3機器人工作空間形式該機器人的工作空間形式主要有三個自由度的運動和機械手爪的夾松運動。1、自

17、由度一：機械手基座的旋轉(zhuǎn)運動，如圖2.2所示圖22機械手基座的旋轉(zhuǎn)運動電機輸出動能，經(jīng)減速箱調(diào)節(jié)速度并傳遞到蝸桿，蝸桿與齒輪嚙合傳動，齒輪轉(zhuǎn)動帶動 整個底座進行旋轉(zhuǎn)運動。2、自由度二：機械手的水平運動，如圖2.3所示圖2. 3機械手的前后運動電機輸出動能，經(jīng)減速箱調(diào)節(jié)速度并傳遞到絲桿，再通過鏈條和螺旋機構(gòu)轉(zhuǎn)化為工作臺 的前后運動。3、自由度三：機械手的垂直運動圖2. 4機械手的上卞運動電機輸出動能，經(jīng)減速箱調(diào)節(jié)速度并傳遞到絲桿，再通過鏈條和螺旋機構(gòu)轉(zhuǎn)化為水平前后運動，最后經(jīng)連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)化為機械手的上下運動4、機械手爪的夾緊與放松運動圖2. 5機械手夾緊與放松運動電機輸出動能，經(jīng)減速箱調(diào)節(jié)速度并傳

18、遞到傳動軸，不同軸線的各傳動桿通過萬向狡鏈 進行連接并傳遞動力，最近將桿件的旋轉(zhuǎn)運動通過螺旋機構(gòu)轉(zhuǎn)化為手爪的夾緊或松開運動。112. 2. 4機器人機械傳動方式1、機械手基座的旋轉(zhuǎn)運動如下圖所示，傳動方式為：控制信號一電機一減速箱一圓柱蝸桿傳動一基座圖2.6機械手基座的旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)簡圖2、機械手的水平運動如下圖所示，傳動方式為：控制信號一電機一減速箱一螺旋機構(gòu)一機架圖2. 7機械手的前后運動機構(gòu)簡圖3、機械手的垂直運動如下圖所示，傳動方式為：控制信號一電機一減速箱一螺旋機構(gòu)一連桿機構(gòu)一機架4、機械手爪夾緊與放松運動如下圖所示，傳動方式為：控制信號一電機一減速箱一傳動軸一萬向較鏈一傳動軸一螺旋機

19、構(gòu)一連桿機構(gòu)一手爪圖2. 9機械手爪夾緊與放松運動機構(gòu)簡圖2. 2. 5機器人位移速度控制方式該機器人整體與控制芯片盒連接，并通過pc的程序編制與載入，將控制信號輸送到電 機。其中速度控制信號將控制電機的速度從而實現(xiàn)機器人的運動速度轉(zhuǎn)變，并且時間控制信 號將于速度控制信號配合實現(xiàn)機器人的運動位移量可調(diào)。為了防止超出行程，各主要機械運 動構(gòu)件附近安裝有限位行程開關(guān)，以限制運動的極限位置，同時也是運動的起始位置；當(dāng)各 運動構(gòu)件運動碰到兩邊的限位行程開關(guān)后，機器人將停止運動。1、機械手基座的旋轉(zhuǎn)運動位移速度控制動力源（電機）接收到控制芯片的位移速度控制信號后動作，由于電機轉(zhuǎn)速較高，通過 減速箱的作用

20、，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速到較低的合適量。動力輸出軸通過蝸輪機構(gòu)將動力轉(zhuǎn)換為基座 齒輪的轉(zhuǎn)動。軀干的理論旋轉(zhuǎn)范圍為0°360°。2. 機械手的水平運動位移速度控制動力源（電機）接收到控制芯片的速度位移控制信號后動作，由于電機轉(zhuǎn)速較高，通過 減速箱的作用，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速到較低的合適量。然后動力軸的轉(zhuǎn)動通過螺旋機構(gòu)轉(zhuǎn)化為機架 的水平前后運動。3、機械手的垂直運動位移速度控制動力源（電機）接收到智能控制接口盒的速度位移控制信號后動作，由于電機轉(zhuǎn)速較高, 通過減速箱的作用，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速到較低的合適量。減速箱輸出動力到絲桿，再通過螺旋機 構(gòu)轉(zhuǎn)化為機架的前后水平運動，最后通過連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)化為機械臂的上

21、下擺動。4、機械手爪夾緊與放松運動位移速度控制動力源（電機）接收到控制芯片的速度位移控制信號后動作，由于電機轉(zhuǎn)速較高，通過 減速箱的作用，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速到較低的合適量。減速箱輸出動力到傳動軸，各傳動軸因軸線 不在同一水平線上故需通過萬向較鏈連接，最后傳遞到螺旋機構(gòu)，帶動連桿機構(gòu)從而形成機 械手爪的夾緊與松開運動。2. 2. 6機器人模型圖繪制下圖為用ug所畫的3d圖:圖2.10機器人ug模型圖從圖中可以容易得知該機械手的運動系統(tǒng)主要由4部分組成，分別為：基座的旋轉(zhuǎn)運動, 機架的前后運動，機械臂的上下擺動和機械手爪運動。每一個運動系統(tǒng)的控制部分組成都是 由一個直流電機、兩個行程開關(guān)組成。以下為各運

22、動的主要運動構(gòu)件模型圖：171、機械手基座旋轉(zhuǎn)運動圖211機械手基座旋轉(zhuǎn)運動ug模型圖該運動主要構(gòu)件有電動機、減速箱、蝸桿、齒輪。2.機械手水平運動圖2. 12機械手水平運動ug模型圖19該運動主要構(gòu)件有主要運動構(gòu)件有電動機、減速箱、絲桿、螺旋傳動塊、導(dǎo)桿。3、機械手垂直運動圖2. 13機械手垂直運動ug模型圖該運動主要構(gòu)件有主要運動構(gòu)件有電動機、減速箱、絲桿、螺旋傳動塊、連桿機構(gòu)4、機械手爪夾緊與松開運動圖2. 14機械手爪夾緊與松開運動ug模型圖該運動主要構(gòu)件有主要運動構(gòu)件有電動機、減速箱、傳動軸、萬向餃鏈、螺旋傳動塊、 連桿機構(gòu)。2.2.7機器人計算機控制接口計算機控制原理簡圖如下圖所示

23、：機器人運動以“微型計算機”為控制核心，“智能接口 板”為信號發(fā)送接收裝置。信號主要由兩大部分組成，即控制信號和反饋信號。一方面，微 型計算機發(fā)送指令，通過智能接口板輸出給電機，使電機運動。另一方面，行程開關(guān)的信號 經(jīng)由智能接口板輸入到計算機中，根據(jù)信號的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的動作。行程開關(guān)是一個觸發(fā)式 的開關(guān)，當(dāng)觸頭被按下時，則電路接地，此時通過智能接口板釆集到的信號為低電平，數(shù)字 信號為0；當(dāng)觸頭懸置時，則電路斷開，此時輸出的數(shù)字信號為1。計算機根據(jù)接受到的信號 發(fā)出不同的命令，如使電機旋轉(zhuǎn)或停止。微型計算機智能接口盒行程開關(guān)電機圖2. 15機器人計算機控制接i i原理圖3移動機器人機械部分設(shè)計動

24、力源的選擇：電動機械傳動裝置的確定：齒輪傳動；機械執(zhí)行部件的設(shè)計：行走機構(gòu)；控制部分硬件選型：接口電路板及plc接口板；行程開關(guān)：控制部分軟件的編制（llwin.3.0軟件）設(shè)計的主要參數(shù)：（1）雙邊單獨驅(qū)動；（2）驅(qū)動方式：電機驅(qū)動；（3）運動參數(shù)：移動范圍：線 長；移動速度:v（mps）：根據(jù)工作要求定；回轉(zhuǎn)范圍:0° 360c ；工作原理它有兩個傳感器來測量所行距離，都含有一個接觸式開關(guān)和一個脈沖齒輪。電動機通過 齒輪傳動，帶動車輪轉(zhuǎn)動。同時有一個四齒齒輪與車輪相連，同時齒輪與一個極限開關(guān)相連, 因此，當(dāng)帶輪轉(zhuǎn)動一圈便會有4個脈沖產(chǎn)生并傳向主板，從而控制電動機的運行。當(dāng)機器人

25、碰撞東西時，相應(yīng)部位會產(chǎn)生振動，激發(fā)傳感器，從而反饋到程序模塊，之后按照預(yù)定程序 向相反的方向行進。21系統(tǒng)線路圖機器人結(jié)構(gòu)簡圖圖片3.1234仿生機器人仿生態(tài)六足機器人比傳統(tǒng)的輪式機器人有更好的移動性，自動化程度高，具有豐 富的動力學(xué)特性。此外，足式機器人釆用類似生物的爬行機構(gòu)進行運動，比其他機器人 具有更多的優(yōu)點：它可以較易的跨過比較大的障礙，并且機器人足所具有的大量自由度 可以使機器人的運動更加靈活，對凹凸不平的地形的適應(yīng)能力更強；足式機器人的立足 點是離散的，跟地面的接觸面較小，因而可以再可達到的地面上選擇最優(yōu)支撐點。機械部分設(shè)計動力源的選擇：電動機械傳動裝置的確定：齒輪傳動;蝸輪蝸桿

26、傳動；機械執(zhí)行部件的設(shè)計：行走機構(gòu)；控制部分硬件選型：接口電路板及plc接口板;行程開關(guān)；控制部分軟件的編制(llwin.3.0軟件)；設(shè)計的主要參數(shù)：(1) 雙邊單獨驅(qū)動；(2) 驅(qū)動方式：電機驅(qū)動；(3) 運動參數(shù)：移動范圍:線長；移動速度:v(mps)：根據(jù)工作要求定；回轉(zhuǎn)范圍：0° 360°。工作原理電動機將電能轉(zhuǎn)換為機械能，并通過齒輪傳動，使得貫穿于機器人的長軸轉(zhuǎn)動，從而帶 動位于長軸上的蝸桿轉(zhuǎn)動，通過渦輪蝸桿傳動使得與渦輪相連的曲軸轉(zhuǎn)動，而連桿機構(gòu)再將 曲軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為機器人腿部的移動。通過不同程序的驅(qū)動可以使兩個電動機的運行情況不同，從而完成機器人的不同運動。

27、 機器人頭部有運動傳感器，在機器人運動到極限位置時，有相關(guān)部件按下傳感器的開關(guān), 通過主板的識別可以改變電動機的運轉(zhuǎn)，從而達到極限位置的處理。仿生機器人仿真程序示意圖片4.15運動機器人機械部分設(shè)計動力源的選擇：電動；機械傳動裝置的確定：齒輪傳動；機械執(zhí)行部件的設(shè)計：履帶行走機構(gòu)；控制部分硬件選型：接口電路板及plc接口板；行程開關(guān)及脈沖計數(shù)裝置;控制部分軟件的編制(llwin.3.0軟件)；設(shè)計的主要參數(shù)：雙邊單獨驅(qū)動；(2) 驅(qū)動方式:電機驅(qū)動；(3) 運動參數(shù)：移動范圍:線長；移動速度:v(mps),根據(jù)工作要求定；回轉(zhuǎn)范圍：0° 360° o工作原理電動機通過齒輪傳動帶動履帶輪轉(zhuǎn)動，從而帶動履帶轉(zhuǎn)動，從而達到機器人的行走。同 時有一個四齒齒輪與履帶輪相連，同時齒輪與一個極限開關(guān)相連，因此，當(dāng)帶輪轉(zhuǎn)動一圈便 會有4個脈沖產(chǎn)生并傳向主板，從而控制電動機的運行。27系統(tǒng)線路圖運動機器人仿真程序示意圖圖片16 總結(jié)