六足机器人的设计制作与运动控制.docxVIP

六足机器人的设计制作与运动控制

1

目录

图目录 4

表目录 6

中文摘要 7

Abstract 8

致谢 9

第一章绪论 10

1.1前言 10

1.2文献回顾 11

1.3研究背景 14

1.4研究动机与目的 16

第二章机器人系统 17

2.1简介 17

2.2机器人的实体机构 20

2.2.1强化结构与轻量化组件 20

2.3AX-12马达 21

2.4机器人控制系统 24

2.4.1在线实时控制系统 24

2.4.2远端控制系统 24

2.4.3USB2Dynamixel 25

2.4.4CM-5 26

2.4.5ZIG-100 26

2.4.6AX-S1 27

第三章机器人步伐规划 28

3.1简介 28

2

3.2步行的工作原理 28

3.3行进之步态规划 30

A.三支撑三抬脚 30

B.四支撑二抬脚 31

C.五支撑一抬脚 32

3.4方向变换之步态规划 33

第四章通讯与资料传输 35

4.1简介 35

4.2UART在CM-5的工作模式 36

4.3UART介绍 37

第五章控制程序 39

5.1简介 39

5.2在线控制程序 39

5.2.1程序状态图 40

5.2.2在线控制之马达控制程序 41

5.2.3主程序的运作 42

5.3远端控制程序 44

5.3.1程序状态图 45

5.3.2主机程序 46

5.3.3遥控器程序 48

第六章结论与未来的展望 49

6.1结论 50

6.2未来的展望 51

6.3个人心得 52

3

附录一 57

附录二 58

附录三 59

参考文献 60

4

图目录

图1-1仿生机器人图 15

图2-1六足机器人的系统架构 17

图2-1机器人系统概观图 18

图2-2机器人系统概观图 18

图2-3绵上实时控制图 19

图2-4远端控制图 20

图2-5强化结构与轻量化组件 21

图2-6AX-12马达实际大小单(位：mm) 21

图2-7系统通讯示意图 23

图2-8马达讯号脚位的分配图 23

图2-9马达与系统串连方式意图 23

图2-10在线实时控制系统通讯示意图 24

图2-11CM-5远端控器控制机器人图 24

图2-12PC远端控制机器人图 25

图2-13USB2Dynamixel 25

图2-14CM-5 26

图2-15ZIG-100 27

图2-16AX-S1 28

图3-1机器脚的三角形运动轨迹 29

图3-2机器脚的长方形运动轨迹 29

图3-3机器脚的梯形运动轨迹 29

图3-4六足机器人三支撑三支抬脚示意图 30

图3-5三支撑三支抬脚步态图 31

5

图3-6六足机器人四支撑二支抬脚示意图 31

图3-7四支撑二支抬脚步态图 32

图3-8六足机器人五支撑一支抬脚示意图 32

图3-9五支撑一支抬脚步态图 33

图3-10转弯动作图 34

图3-11平以方式图 34

图4-1串列传输式的通讯图 35

图4-2并列传输式的通讯图 36

图4-3CM-5主控器内置电路图 37

图5-1有线控制程序状态图 40

图5-2远端控制程序状态图 44

图5-3远端控制主程序图 45

图5-4前进程序图 45

图5-5后退程序图 46

图5-6右转程序图 46

图5-7左转程序图 47

图5-8计算机遥控器界面图 47

6

表目录

表2-1AX-12马达规格 22

图附录1-1ATMega128图 53

图附录2-1MotionEditor软件图 58

图附录3-1BehaviorControlProgrammer图 59

7

摘要

本专题的目的是模仿昆虫，建构一个智能型六足仿生机器人。机器人具有