双足竞走机器人设计

国家级大学生创新训练项目

项目编号：

201210449116

孙亚军

1

，王志

1

，尤在勇

2

(

1.

滨州学院自动化系，山东

滨州，

256600

；

2.

四川大学机械工程学院，四川

成都，

610000

)

摘要：

对双足机器人的机械结构、

控制系统、

人机交流界面进行了大胆的设计。

利用

UG NX

6.0

进行实体建模，生成零件图，然后人工加工得到零件，将各部分加工零件进行装配，不一样

的零件组合成实现不同功能的机器人，最后应用

C

语言编程控制机器人完成各项功能，形成实

体的多功能双足竞走机器人。

关键词：

双足竞走机器人；实体建模；

C

语言；

PWM

中图分类号：

TN710

文献标识码：

A

Abstract

：

For

biped

robot

mechanical

structure,

control

system,

man-machine

communication

interface for a bold design. The use of UG NX 6.0 for solid modeling, generate parts diagram, and

then manually processed to obtain parts, each part will be machined parts for assembly, not the

same

parts

combined

into

different

functions

of

the

robot,

the

last

application

of

the

C

programming

language

to

control

the

robot

to

complete

various

functions

,

the

formation

of

multipurpose bipedal walking robot entity.

0

引言

双足机器人是机器家族中最重要的成

员之一，它涉及仿生学、人工智能、机械创

新、计算机仿真学、通讯等相关学科，在科

研、生产、生活方面的价值都十分突出。双

足机器人具有传统的轮式、

履带式机器人的

无法比拟的优越性，传统的轮式、

履带式机

器人在不平坦的地面工作时，

会大增加其能

耗，

而在松软地面或者严重崎岖不平的地形

上行进时，它们就举步维艰了，双足机器人

在该地形的推进有独特的优越性能。

双足机

人对环境的适应能力强，

不仅可以在狭窄的

空间中工作，还能够跨越障碍、上下台阶、

甚至不平整地面上运动，

这些优势使其具有

更广阔的应用前景。

本设计中的竞走机器人就是双足机器

人中的一种，

它没有上身，是双足机器人研

究的理想平台，

同时也是全国机器人大赛的

指定比赛项目，通过本设计所搭建的平台，

可以进行双足机器人的机械结构、

控制及步

态等方面的研究。

1

双足机器人机械结构设计

1.1

机械结构的设计要求

本课题主是要求竞走机器人完成模仿

人类行走、翻跟斗和自己设计的动作。

在进

行双足竞走机器人机械结构设计时，

应该充

分考虑机械结构所需要完成的功能，因

此，

双足竞走机器人的机械结构的设计需要满

足如下要求：

(1)

机械结构的对称性，步行运动中普遍存

在结构对称性；

(2)

机械结构采用关节结构，才能灵活的完

成前后行走，翻跟斗等运动；

(3)

在不多于

6

个伺服马达的驱动下完成任

务；

(4)

机械结构简单、精巧、匀称，最大重量

不超过

1

公斤；

(5)

易于制造，尽量采用通用零件，以降低

其成本；

1.2

机械构架的材料选择

根据机械结构的上述要求中的第

(4)

、

(6)

条，要求所选用材料具有硬度高、质量小、

弹性模量大、

密度比高等特点，以便得到重

量不高于

1Kg

的机器人，而且易于加工、造