魏志軍-基于六自由度雙足機器人機械設(shè)計

1、西安技師學(xué)院工業(yè)自動化系11屆預(yù)備技師畢業(yè)設(shè)計（論文）論文名稱：基于六個自由度雙足機器人機械設(shè)計姓 名：魏志軍 專業(yè)班級：11屆電維預(yù)備技師班指導(dǎo)教師：王耀龍、許楠 日 期：2011年6月3日 成績：優(yōu) 良 中 及格 不及格內(nèi)容摘要本文介紹了一款由6個舵機搭建的小型雙足機器人，其中包含機器人實體部分的設(shè)計與實現(xiàn)，系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方法、機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計與制作、動力源的選擇與控制，并對舵機的工作原理作了簡要分析。本設(shè)計完成了雙足機器人的實體部分，機器人可進行一些簡單的動作。 關(guān)鍵詞：雙足機器人;6自由度;舵機目 錄第1章 序言11.1雙足機器人現(xiàn)狀11.2本課題研究意義11.3本論文主要內(nèi)容1第2章

2、雙足步行機器人總體分析22.1 目標(biāo)定位22.2 自由度的選擇22.3 外形構(gòu)想方案22.4 材料選擇3第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計43.1元件選擇43.2關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)三維設(shè)計圖63.3 零件三位模型組合設(shè)計說明103.4 三維模型裝配說明13第4章 步態(tài)動作規(guī)劃184.1 步態(tài)規(guī)劃的概念184.2 步態(tài)規(guī)劃的方法184.3 步態(tài)設(shè)計184.4 舵機旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)194.5 調(diào)試20第5章 結(jié)束語225.1 結(jié)論225.2 展望22致 謝25參考文獻26附 錄27第1章 序言1.1雙足機器人現(xiàn)狀隨著世界第一臺工業(yè)機器人1962年在美國誕生，機器人已經(jīng)有了三十多年的發(fā)展史。三十多年來，機器人由工業(yè)機器人到智能機器

3、人，成為21世紀具有代表性的高新技術(shù)之一，其研究涉及的學(xué)科涵蓋機械、電子、生物、傳感器、驅(qū)動與控制等多個領(lǐng)域。世界著名機器人學(xué)專家，日本早稻田大學(xué)的加藤一郎教授說過：“機器人應(yīng)當(dāng)具有的最大特征之一是步行功能?！彪p足機器人屬于類人機器人，典型特點是機器人的下肢以剛性構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，模仿人類的腿及髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)，并以執(zhí)行裝置代替肌肉，實現(xiàn)對身體的支撐及連續(xù)地協(xié)調(diào)運動，各關(guān)節(jié)之間可以有一定角度的相對轉(zhuǎn)動。雙足機器人不僅具有廣闊的工作空間，而且對步行環(huán)境要求很低，能適應(yīng)各種地面且具有較高的逾越障礙的能力，其步行性能是其它步行結(jié)構(gòu)無法比擬的。研究雙足行走機器人具有重要的意義。1.2本課題研究

4、意義 l 通過技能訓(xùn)練，了解機器人機構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)知識；l 掌握機器人系統(tǒng)中元部件的正確選擇方法和特性參數(shù)的確定；l 培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用，理論聯(lián)系實際的能力；l 培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實際操作能力；本課題設(shè)計的機器人不僅適合學(xué)校教學(xué)研究，學(xué)生專題創(chuàng)作及享受機器人組裝帶來的樂趣，而且可以作為機器人二次開發(fā)的平臺，參加各類機器人比賽。1.3本論文主要內(nèi)容1.3.1主要內(nèi)容：1）、機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計；2）、六自由度機器人步態(tài)規(guī)劃；3）、未來機器人展望；1.3.2 訓(xùn)練形式學(xué)生以小組為單位，集體討論確定整體方案；指導(dǎo)教師給出實訓(xùn)方向，技術(shù)指標(biāo)等，協(xié)助學(xué)生完成訓(xùn)練任務(wù)。第2章 雙足步行機器人

5、總體分析引言要設(shè)計和開發(fā)一個步行機器人，首先應(yīng)該對其進行總體分析和設(shè)計，確定步行機器人的功能、基本結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置等。本章重點研究步行機器人的總體結(jié)構(gòu)。2.1 目標(biāo)定位步行機器人的研究的難點主要表現(xiàn)在如下兩個方面：腿部結(jié)構(gòu)的設(shè)計非常復(fù)雜，因為要考慮結(jié)構(gòu)的緊湊、輕巧，要求較高的關(guān)節(jié)力矩、較大的關(guān)節(jié)活動范圍和有效而安全的控制方法。正是由于這種情況的存在，雙足機器人成為近年來研究的熱點，具有十分重要的科學(xué)研究價值。同時由于雙足機器人越來越廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，所以它也具有很高的生產(chǎn)價值和商業(yè)價值。通過上述的分析，我們課題小組決定研制一款步行機器人。這款機器人不僅能夠滿足類人型步態(tài)行走、做一些簡單動作

6、，而且是一款很適合學(xué)生參與、研究、學(xué)習(xí)的機器人，能夠滿足學(xué)校教學(xué)研究作為機器人二次開發(fā)的平臺。2.2 自由度的選擇要使雙足機器人實現(xiàn)人類的一些動作，那么雙足步行機器人必須有它的獨特性。事實上，關(guān)于運動靈活性，人類大約擁有四百個左右的自由度。因此，機器人的關(guān)節(jié)的選擇、自由度的確定是很必要的，步行機器人自由度的配置對其結(jié)構(gòu)有很大影響。自由度越少，結(jié)構(gòu)越簡單，可實現(xiàn)功能越少，控制起來相對簡單；自由度越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，可實現(xiàn)功能越多，控制過程相對復(fù)雜。因此自由度的配置必須合理:首先分析一下步行機器人的運動過程(向前)和行走步驟:重心右移(先右腿支撐)、 左腿抬起、左腿放下、重心移到雙腿中間、重心左移、

7、右腿抬起、右腿放下、重心移到雙腿間，共分8個階段。從機器人步行過程可以看出:機器人向前邁步時，髖關(guān)節(jié)與踝關(guān)節(jié)必須各自配置有 1 個自由度以配合實現(xiàn)支撐腿、上軀體的移動和實現(xiàn)重心轉(zhuǎn)移。另外膝關(guān)節(jié)處配置1個俯仰自由度能夠調(diào)整擺動腿的著地高度，保證步行時落足平穩(wěn)。這樣最終決定髖關(guān)節(jié)配置1個自由度，膝關(guān)節(jié)配置1個俯仰自由度，踝關(guān)節(jié)配置有1個偏轉(zhuǎn)自由度。這樣，每條腿配置3個自由度，兩條腿共6個自由度。髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)俯仰自由度共同協(xié)調(diào)動作可完成機器人的在縱向平面(前進方向) 內(nèi)的直線行走功能；踝關(guān)節(jié)的偏轉(zhuǎn)自由度協(xié)調(diào)動作可實現(xiàn)在橫向平面內(nèi)的重心轉(zhuǎn)移功能。步行運動中普遍存在結(jié)構(gòu)對稱性。運動的對稱性和腿機構(gòu)的對

8、稱性之間存在相互關(guān)系。在單足支撐階段，對稱性的機身運動要求腿部機構(gòu)也是對稱的。根據(jù)這點，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時也采用對稱性布置。2.3 外形構(gòu)想方案根據(jù)前文所述，擬定以下兩套方案論證比較，見圖2-1 方案1 方案2圖2-1對以上兩個方案進行論證，結(jié)果見表2-1表2-1 方案論證方案方案一方案二相同點都采用六個伺服電機實現(xiàn)6自由度，腳踝部位只能實現(xiàn)左右自由度不同點腰部和膝部舵機配合專門舵架采用水平式安放腰部和膝部舵機配合連接塊采用豎直式安放經(jīng)過對比不難發(fā)現(xiàn)因舵機安放方式不同方案2中機器人尺寸比方案1要高。這樣對于重心的把握以及舵機扭矩要求較高、增大了設(shè)計難度，故采用方案1。2.4 材料選擇由于機器人的各關(guān)

9、節(jié)是用舵機驅(qū)動,為了減小機器人的體積、減輕重量, 機器人的結(jié)構(gòu)做成是框架型的。框架的設(shè)計有效地利用了舵機的尺寸大小, 并使舵機的活動范圍能盡量符合各關(guān)節(jié)的活動范圍。根據(jù)資料查閱，絕大多數(shù)小型雙足機器人關(guān)節(jié)材料均選用鋁合金作為材料，整個結(jié)構(gòu)采用1.5mm的鋁合金(LY12)鈑金材料，這種材料重量輕、硬度高、強度雖不如鋼，但卻大大高于普通鋁合金。且這種材料具有彈性模量、密度比高的特點。又因為機器總重不超過2.5KG。強度遠小于鋁合金的抗彎強度，所以符合要求。第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1元件選擇3.1.1電機的選擇常用的電機有直流電機、步進電機、舵機等。下面我們大概對直流電機、步進電機、舵機進行一下對比,

10、見表3-1。表3-1 電機對比電機優(yōu)點缺點適用重量應(yīng)用場合直流電機功率大、接口簡單、容易購得型號多較難裝配、較貴、控制復(fù)雜任何重量的機器人較大型機器人步進電機精確的速度控制型號多、接口簡單、便宜體積大，較難裝配、功率小、控制復(fù)雜輕型機器人巡線跟蹤機器人，迷宮機器人舵機易于安裝、接口簡單、功率中等負載能力較低速度調(diào)節(jié)范圍較小重至2.5kg的機器人小型機器人，步行機器人由于本研究制作的機器人是重量很輕的作實驗用的小型雙足步行機器人。因此機器人的各關(guān)節(jié)是選擇使用舵機驅(qū)動。舵機最早出現(xiàn)在航模運動中。在航空模型中，飛行器的飛行姿態(tài)是通過調(diào)節(jié)發(fā)動機和各個控制舵面來實現(xiàn)的。在市場上收集到了三種不同型號的舵機

11、，它們的性能、價格也不盡相同。 參數(shù)說明:一、 MG996舵機（如圖1）1.重量：60g2.尺寸：約40mm×20mm×36.5mm3.速度：0.17秒/60度(4.8V)；0.13秒/60度(6.0V)4.扭矩：13kg·cm5.使用溫度:0+55攝氏度6.工作電壓:4.8V-7.2V7.市場價：100元/臺 圖 3-1 二、 Esky舵機 （如圖2） 1.重量：60g2.尺寸：約40.4mm×19.8mm×36mm3.速度：0.17秒/60度(4.8V)；0.13秒/60度(6.0V)4.扭矩：3.2kg·cm5.使用溫度:0+5

12、5攝氏度6.工作電壓:4.8V-7.2V7.市場價：100元/臺 圖 3-2三、 13DM81舵機（如圖3）1.重量：60g2.尺寸：約41mm×20mm×36mm 3.速度：0.17秒/60度(4.8V)；0.13秒/60度(6.0V)4.扭矩：13kg·cm5.使用溫度:0+55攝氏度6.工作電壓:4.8V-7.2V7.市場價：450元/臺 圖 3-3綜合考慮性價比，選擇的舵機是MG996。3.1.2 舵機工作原理控制信號由接收機的通道進入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個基準電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準信號，將獲得的直流偏置電壓

13、與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負輸出到電機驅(qū)動芯片決定電機的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機轉(zhuǎn)速一定時，通過級聯(lián)減速齒輪帶動電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機停止轉(zhuǎn)動。如圖3-4 圖3-4 舵機工作原理3.1.3舵機的控制舵機的控制一般需要一個20ms左右的時基脈沖，該脈沖的高電平部分一般為0.5ms2.5ms范圍內(nèi)的角度控制脈沖部分。以180度角度伺服為例，那么對應(yīng)的控制關(guān)系見圖3-5： P W M0.5ms1.0ms1.5ms2.0ms2.5ms角 度0度45度90度135度180度圖3-5 舵機的控制3.1.4 電源選擇為了避免舵機的供電電源產(chǎn)生的電壓波動對控制電路的干擾, 控制電路與

14、舵機的電源要進行隔離, 即分開供電?？刂齐娐冯娫词褂玫氖莾蓚€3.3v紐扣電池串接二極管后提供的5V 電源, 而舵機的電源采用兩塊2000毫安鋰電池在通過 7806 穩(wěn)壓后的 6V分別給3個舵機供電。其控制原理如圖3-6所示。3.3v紐扣電池2個串聯(lián)整流二極管主控芯片PwmMG996 舵機7806 穩(wěn)壓芯片7.2v鋰電池圖3-6 機器人控制原理圖3.2關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)三維設(shè)計圖3.2.1舵機，雙足機器人的核心部件，型號MG996，尺寸：40mm×20mm×36.5mm如圖3-7圖3-7 舵機3.2.2 舵架，用于固定舵機。如圖3-8圖3-8 舵架舵架尺寸由舵機尺寸決定（尺寸見附錄）。

15、關(guān)鍵配合孔位置要求精度較高。因為舵機的結(jié)構(gòu)不同，所以開孔位置要保證與舵機旋轉(zhuǎn)軸同軸。見圖3-9圖3-9 舵架3.2.3 舵盤與舵軸，用于連接舵機與鋁合金支架的部件。如圖3-10 圖3-10 舵盤因為舵機左右結(jié)構(gòu)不同，所以在配合舵機的另一端采用舵軸（尺寸見附錄）。如圖3-11圖3-11 舵軸3.2.4小U形架，用于機器人的腿部主體支撐關(guān)節(jié)，起著連接舵機與舵機、舵機與小腿的重要作用。如圖3-12（尺寸見附錄）圖3-12 小U形架3.2.5大U形架，用于機器人的腿部主體支撐關(guān)節(jié)，起著連接舵機與舵機、舵機與腰部的重要作用。如圖3-13（尺寸見附錄）圖3-13 大U形架3.2.6 腳底板，底部機器人腳板

16、，中空設(shè)計便于在行走時提供足夠的摩擦力，如圖3-14(尺寸見附錄)圖3-14 腳底板3.2.7 頭頂蓋，主要用于連接腿部、放置單片機及固定腰部舵機。如圖3-15(尺寸見附錄)圖3-15 頭頂蓋3.3 零件三位模型組合設(shè)計說明3.3.1 舵機舵軸裝配圖。如圖示3-16 所示圖3-16 舵架 舵軸配合圖3.3.2舵機舵架舵軸裝配。舵軸做成T形狀是為了配合舵機與舵架，其中舵軸端面厚度取4mm，配合舵機舵架如圖3-17 圖3-17 舵機 舵架 舵軸裝配圖 舵架開孔位置決定舵軸能否與舵機旋轉(zhuǎn)軸同軸心，舵機旋轉(zhuǎn)軸位置與舵架尺寸如圖3-18、3-19示圖3-18旋轉(zhuǎn)軸位置 圖3-19 舵軸安放位置3.3.3

17、 U形架與舵機的裝配。U形架寬52mm，為了在裝配時不至于變形所以舵軸長度不得超過16mm。如圖3-20所示圖3-20 舵機與U形架裝配圖3.3.4整體配合說明。經(jīng)查閱及實驗得出舵機實際扭矩達不到理論的13kg/cm，以及電源不可能持續(xù)供給標(biāo)準的6v電壓，所以取保守的7kg/cm。一條腿上兩個舵機重約120g，加上U形架總重不會超過200g。根據(jù)杠桿原理得出腿長不要超過7000/200=35cm。腿越長重心越難把握，出于美觀考慮腿長取20cm。如圖3-21 圖3-21 整體配合3.3.5 腳底板與舵架裝配。機器人在行走時傾身靠腳踝舵機的旋轉(zhuǎn)，而連接腳踝與小腿的U形架經(jīng)實驗得出高度不得低于40m

18、m。如圖3-22。 圖3-22 舵架與腳底板裝配3.3.6 U形架裝配。腿長取20cm，腳底板到膝高度為55mm，除去兩個舵架高度27mm。那么大U形高度不要高于65mm。如圖3-23所示圖3-23 腿部 3.4 三維模型裝配說明3.4.1 首先組裝舵架與腳底板。為了便于行走腳底板要盡量保持平整，所以我們采用AB膠來粘合。如圖3-24圖3-24 腳底板與舵架3.4.2 接著安裝舵軸，如圖 3-25. 圖3-25 舵軸安裝3.4.3 舵機的安裝。如圖3-26圖3-26 舵機安裝3.4.4 小U形安裝。如圖3-27 圖3-27小U形安裝3.4.5 小腿整體配合。如圖3-28圖3-28 小腿3.4.

19、6 大腿安裝。依據(jù)3-28安裝舵機舵軸，接下來安裝大腿部位。如圖3-29圖3-29 大腿3.4.7 頂部舵架安裝。安裝完3-29，接下來就得安裝頂部舵機。如圖3-30圖3-30 頂部舵架3.4.8 機器人整體裝配。將3-30模型與3-29整體配合就得到了機器人的整體裝配圖，如圖3-31圖3-31 雙足機器人模型第4章 步態(tài)動作規(guī)劃引言 步態(tài)規(guī)劃是雙足步行機器人研究中的一項重要工作，步態(tài)規(guī)劃的好壞將直接影響到機器人行走過程中的穩(wěn)定性、所需驅(qū)動力矩的大小以及姿態(tài)的美觀性等多個方面，同時它也直接影響到控制方法及其實現(xiàn)的難易程度。4.1 步態(tài)規(guī)劃的概念 雙足步行機器人的步態(tài)規(guī)劃，是指機器人行走過程中其

20、各組成部分運動軌跡的規(guī)劃，比如說，腳掌何時離開地面、擺動中整個腳掌在空中的軌跡、何時落地等。步態(tài)規(guī)劃要解決的問題主要是保證機器人的穩(wěn)定性。4.2 步態(tài)規(guī)劃的方法現(xiàn)在使用的步態(tài)規(guī)劃方法主要有如下幾種：1、基于實驗的規(guī)劃方法這種規(guī)劃方法基于力學(xué)的相似原理，基本過程如下：讓人模仿機器人行走(如果機器人有幾個自由度，那么人在模仿行走的時候也盡量只動相應(yīng)的關(guān)節(jié))，同時對此人的行走過程進行正面和側(cè)面的錄像，然后對這些錄像進行分析，得到此人在步行過程各個主要關(guān)節(jié)的角度變化，然后根據(jù)力學(xué)相似原理把這些角度相似地推廣到機器人的關(guān)節(jié)變化上。 2、基于能量原理的規(guī)劃方法這種方法來源于一個生物學(xué)假設(shè)：人經(jīng)過千百萬年的

21、進化，其行走方式是能量消耗最低的，而且還能保持步行的穩(wěn)定性。如果機器人也能滿足這個假設(shè)，則其行走方式將與人一樣或很接近。根據(jù)能耗最小原則可以建立一個變分方程，并最終得到機器人的軌跡方程。 3、基于力學(xué)穩(wěn)定性的規(guī)劃方法在機器人行走過程中，其ZMP點必須落在某個區(qū)域范圍之內(nèi)，只有這樣才能保證步行機器人穩(wěn)定地行走。實現(xiàn)方法有兩種：a計算出理想的ZMP軌跡，然后推導(dǎo)出各個關(guān)節(jié)的運動函數(shù)以實現(xiàn)理想行走。b先大致規(guī)劃出雙足和軀干的運動軌跡，然后進行ZMP計算，最后選出穩(wěn)定性最好的結(jié)果作為控制方程。相比后兩種方法，第一種方法更易于理解及掌握。所以本文將采用第一種方法，結(jié)合人體行走過程規(guī)劃機器人步態(tài)的參數(shù)化設(shè)

22、計。4.3 步態(tài)設(shè)計為了保證雙足競步機器人的行走穩(wěn)定，首先我們要知道雙足機器人的步態(tài)規(guī)則，要保證機器人的重心在行走中不變才能讓機器人處于穩(wěn)定狀態(tài)。雙足機器人的行走可以看作單腳支撐期和雙腳支撐期的交替，因此，可將步態(tài)規(guī)劃分為兩個獨立的階段： 1擺動腿從支撐腿的后方擺動到支撐腿的前方。 2機器人的重心從原來的支撐腿移動到下一步的支撐腿(原來的擺動腿)上。因此，在一個行走周期，先右側(cè)身，左腿邁步和落地，然后左側(cè)身，右腳邁步和落地。側(cè)身的幅度要根據(jù)機器人的機械結(jié)構(gòu)和重心的位置決定，這樣才能保證行走中的穩(wěn)定，行走方式如下圖4-1所示圖4-1 行走方式4.4 舵機旋轉(zhuǎn)角度參數(shù) 舵機作為機器人得動力源直接決

23、定著機器人的步態(tài)方式，而控制舵機的時基脈沖在程序里反映為一組參數(shù)。機器人舵機編號如圖4-2示圖4-2 機器人舵機編號由于在組裝過程中不能保證每個舵機都處于中間位置，所以根據(jù)舵機程序得出各舵機的參數(shù)也不相同。見表4-1表4-1 舵機旋轉(zhuǎn)角度實際參數(shù)值舵機編號123456立正時舵機參數(shù)148014001550155015001450舵機右旋30度參數(shù)168016001750175017001650舵機左旋30度參數(shù)128012001350135013001250用舵機控制程序結(jié)合步態(tài)規(guī)劃動作得出以下機器人動作流程參數(shù)值。見表4-2表4-2 機器人動作流程參數(shù)值舵機編號123456初始化148014

24、001550155015001450點頭118017001550155015001450立正148014001550155015001450右傾148014001550155017001650左腿邁步168016001750175015001450左傾168016001750175012501200右腿邁步128012001350135015001450右傾148014001550155017001650立正148014001550155015001450疊腳148014001550155013001650立正148014001550155015001450右傾踢腿14801800155015

25、5017001650立正148014001550155015001450左傾踢腿108014001550155012501200立正1480140015501550150014504.5 調(diào)試機器人在行走過程中出現(xiàn)了較大的抖動現(xiàn)象，進過查閱資料得出以下五點抖動原因：1、 電壓抖動舵機與單片機控制器采用兩個鋰電池供電，兩者不共地，并且分別用7805、7806穩(wěn)壓。經(jīng)測試電壓穩(wěn)定。2、 控制信號抖動用單片機P1口給6個舵機提供脈沖信號，經(jīng)示波器測試可知信號穩(wěn)定。3、 舵機扭矩不夠在行走中如果舵機不能夠提供機械動作所需的扭矩，機器人肯定會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。最初的設(shè)計方案是由一塊鋰電池經(jīng)7805穩(wěn)壓5V后

26、單獨給單片機供電，另一塊鋰電池經(jīng)7806穩(wěn)壓6V后給六個舵機并口供電。雖然能夠供給舵機穩(wěn)定的6V電壓，但電流不足導(dǎo)致扭矩不夠，機器人出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。解決方法：控制電路電源使用兩個3.3v紐扣電池串聯(lián)聯(lián)接后經(jīng)二極管降壓提供5V 電源, 舵機的電源采用兩塊2000毫安時鋰電池通過7806穩(wěn)壓6V分別給3個舵機供電。這樣抖動幅度明顯減少。4、 舵機配合不當(dāng)由于機器人機械設(shè)計的對稱性決定了機械動作必須對稱，不然勢必出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。例如在跨步動作時，以舵機頂板為平面做垂直法線，則左腿前踢與右腿后踢、左腿屈膝與右腿屈膝必須保證以法線夾角相同，這樣才能使得左右腿跨步平穩(wěn)。解決方法：將機器人懸空，讓執(zhí)行動作分步進

27、行。觀察不當(dāng)處進行逐一調(diào)試。 5、控制方案不當(dāng)控制部分采用51單片機P1口的串行輸出。這樣就意味著任何2個舵機不可能同時動作。由于1、2舵機是固定在一起的，所以在做點頭動作時要求同時動作。這種抖動顯然已不可避免，在以后的學(xué)習(xí)中應(yīng)引以為鑒。第5章 結(jié)束語5.1 結(jié)論 通過這次技能訓(xùn)練主要運用80C51單片機為控制器開發(fā)了一個雙足機器人系統(tǒng)，該機器人系統(tǒng)是由6 個舵機構(gòu)成的6 自由度的機械系統(tǒng)。在設(shè)計時，首先對雙足機器人的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)控制電路和應(yīng)用軟件的功能進行了設(shè)計與分析，確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和組成。通過這次設(shè)計，使我們鞏固了機器人設(shè)計制造以及單片機的知識，熟練運用各種制圖軟件（SolidWork

28、s，ProE，AUTOCAD），編程軟件（Proteus，Keil）。提高了我們的動手能力以及團隊協(xié)作能力。為我們的畢業(yè)設(shè)計打好堅實的基礎(chǔ)。從實踐中體會到了學(xué)習(xí)研究機器人的樂趣。 隨著科技的發(fā)展，雙足步行機器人的研究登上了一個新的臺階。ASIMO、SDR-4X的研制成功標(biāo)志著雙足步行機器人已經(jīng)從研究領(lǐng)域邁進了家用領(lǐng)域。而ROBOCUP雙足步行機器人比賽的順利舉行，又為大學(xué)、科研機構(gòu)進行雙足機器人的研究開辟了一個新的方向。我國雙足機器人研究重點放在大型的雙足步行機器人上，為此，研制開發(fā)能夠參加國際性比賽的雙足步行機器人，提高我國雙足機器人理論研究和樣機研制水平，特別 是機構(gòu)學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)等基

29、礎(chǔ)理論的研究水平，為國爭光，十分有意義。 為使理論成果具有更強的實用性，課題研究過程中做了大量機器人資料搜集和整理工作，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建起雙足機器人總體研究框架，并做了一系列雙足機器人基礎(chǔ)性研究工作。具體內(nèi)容包括： 1通過分析國內(nèi)外雙足機器人的樣機研制狀況和理論研究水平，掌握國內(nèi)外雙足機器人的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，明確了雙足步行機器人的研究意義，確定課題的研究方向和研究內(nèi)容。 2確定了課題的研究任務(wù)是設(shè)計能夠進行步行的雙足機器人，在此基礎(chǔ)上確定其所需關(guān)節(jié)、自由度，并對其進行結(jié)構(gòu)分析。 3設(shè)計了一種適合于為雙足機器人步行動作的機械結(jié)構(gòu)及組裝流程。5.2 展望 本文已經(jīng)構(gòu)建出雙足機器人總體框架，為后續(xù)雙足機器人的研究奠定理論和方法基礎(chǔ)，在研究過程中發(fā)現(xiàn)以下工作將對雙足機器人研究具有重大意義。1傳感系統(tǒng)的改進問題。由于類人足球機器人的作業(yè)環(huán)境往往是開放空間，所以理想的雙