哈爾濱理工哈爾濱理工大學綜合課程設計--目錄第章序言 21雙足機器人現狀．．．．．．．．．．1.2I練意義．．．．．．．．．．．．．．．21.3 i練的內容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2第2章 元件選擇、結構設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2.1元件選擇．．．．．．3．2.2結構設計三維設計圖．．．．．．2.2.1零件三位模型以及裝配．．．．．．．．．．．．．．．2.2.2裝配三維模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．7．．．第3章 控制系統設計．．．．．．．．．．．．．．．．．1．．．第4章 系統軟件編程與仿真．．．．．．．．．．．．．．．．1．．．第5章 結論．．．．．．．．．．．．．．誤！未定義書簽。參考文獻 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．雙足機器人現狀

第1器人1962機器人由工業機器人到智能機器的一傳感器、驅動與控制等多個領域。世界著名機器人本早稻田大一：“機器人應當具有的最大特征之一是步行功能。機。能面且具有較高的逾越障礙的能，其步行性能是其它步行結構無法比擬的。研究雙足行走機器人具有重要的意義技能綜合訓練意義除畢業設計外全部理論和時間課程以后次綜：；；培養學生的動手能力和實際操作能力；技能訓練的內 容l、主要內容：l)、機 器人結構設；)、；)、。2、訓練形式集體討論確定整體方案出實訓方練任務。第22.1元件選擇電機的選擇機、步進電機、等。下面我們大概對直流電2-1)表2-1 對比電機優點缺點適用重痲應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、控制復雜輕型機器人巡線跟蹤機器人機器人舵機易千安裝、接口簡單、功率中等負載能力較低速度調節范圍較小重至2.5kg的機器人小型機器人器人所以此處選取XQ-RS313不帶兩個耳朵全金屬齒輪13公斤大扭力舵機作為雙足機器人的傳動機構。參數說明XQ-RS313舵機1重量：62g2尺寸：約60nunX 40議35.5nun3速度：0.17 秒60度(4.8V);0.13秒60度6.0)4扭矩：13kg?cm5使用溫度O~~+55攝氏度6工作電-6V擇機并按渚人體比例設計大腿、小腿處需要的支架的長度。（如下圖標注所示）根據資料查閱，絕大多數小型雙足機器人關節材料均選用鋁合金作為整個結構采用合金叛金材、，但卻大大高于普通鋁合金。且種材料具有彈性度高的特點。又因為機器總重不超過,13kg?合要求。如圖。圖2-1-2關節初步設計簡圖2.2結構設計三維設計圖l、雙足機型號,2-2-1圖2-2-1舵機、舵，用于連接舵機鋁合支架的部，因為舵機左結構對，所以舵盤只有 一種：用于連接舵機的齒輪端。如圖ba舵盤ba哈爾濱理工大學綜合哈爾濱理工大學綜合課程設計--人的腿部主體支撐關節起著連接舵機與圖2-2-3鋁合金支架、4及關節與關節之間的連圖2-2-4 連接塊5、底部機器人腳板，中空設計便千在崎嘔不平的道路上行走時提供足夠的摩擦力，如圖2-2-5圖2-2-5腳底板6、腰部身體板，主要用千連接腿部、放置單片機和固定蓄電池。如圖2-2-6圖2-2-6 身體板裝配三維模型2-2-7Proe-engineer制作的雙足步行機器人三維裝配模型。哈爾哈爾濱理工大學綜合課程設計--圖雙模型圖主視圖截圖圖雙人主視圖o如圖2-2-9為Proe-engineer的雙足機器人左視圖截圖o圖雙左視圖NNe00J0A5桿監回。，第3一(PWM)。該方波信號PWM。電路設計方案有種：l、利用555定時器實現外部中斷；2、故采用方3-1所示。匝m3G鼻”9臥節扮篤i曾-羈＠朧"011`長心伯認懷庫g悶翱U凸g灼公注＋創令油臥0衛c匝m3G鼻”9臥節扮篤i曾-羈＠朧"011`長心伯認懷庫g悶翱U凸g灼公注＋創令油臥0衛c臼8琵：l妞0P--:at}ii\侖讓『I,l售IIl1I,l售IIl11|.13N丐利1礎；如i|1叨·礎 h令哈爾哈爾濱理工大學綜合課程設計--ll-舵機控制以單為核，該器中單可以產生8個通道的信，分別由的Pl.O Pl.7口。輸的8路信號過光隔離傳送一級電路中。方波號經過光耦傳輸，前后沿會發生畸，因此反相器采用反相器對光耦傳輸過來的信號行整，產生標準的方波信號。行一個電源供不共并且給舵機供電的電源最好采用輸出功率較大的開關電源。該舵機控制器占用SCI串用于接收上位機傳送過來的控制命每一個通道輸出信號的脈沖寬度。為電平轉換器將上位機的TTL電平。哈爾濱理工哈爾濱理工大學綜合課程設計--第4信號其中脈沖寬度05ms,度。也就是說，給它提供一定的脈寬，它的輸出軸就會保待在一個相對應的角度上，無論外界轉矩怎樣改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應的位置上。舵機輸出轉角與輸入信號脈沖寬度的關系如圖4-1所示：舵機輸出軸轉角輸入信號脈沖寬度舵機輸出軸轉角（周期為20ms)5sln還J 1.sms

巨oo90?」 j2ms」 I

135°180°舵機輸出轉與信號脈沖寬的關系測試編程如下（實現45°,135°的脈沖信號）痐elude<reg51.h>#defineui11tunsignedint#defineucharunsignedcharuchara;血tb;sbitpwl=POAO;sbitpw2=PO/\1;voidangle(floatSl_angle,floatS2_angle,uintaction_time)｛uintSl_pw,S2_pw;ucharSl_loop_num,S2_loop_num;ucharflag=O;Sl_pl_angle/9);S2_p/9);Sl_loop_num=Sl_pw/20;S2_loop_num=S2_pw/20;TRO=l;while(!flag)｛pwl=l;w虹le(a!=Sl_loop_num);pwl=O;while(!(a==126));a=O;pw2=1;wpw2=0;while(!(a==12));a=O;b++;if(b=action_tiine)｛TRO=O;｝flag=l;b=O;｝，｝｛PO=OxOO;TMOD=Ox02;TH0=236;TL0=EA=l;ETO=l;angle(0,0 ,50);angle(45,135,50);｝voidTimeOOinterrnpt1｛｝｝哈爾哈爾濱理工大學綜合課程設計--f劃芯沁＼回歸 I5［如,1叫由 ） 竟f劃芯沁＼？目十日丿1了？目十

面而抽邸叩圖 4-2 45°和135°轉角時候波器波形圖45°和135° 波形圖／一。：：／一。：：iOA哈爾濱理工哈爾濱理工大學綜合課程設計--第5結論這次技能80C51機為控制器開發了機人機器人66械系統。在設計時，首先對雙足機器人的結構、系統控制電路和應用軟件的功能進行了設計與分析，確定了系統的總體結構和組成。通過這次設計人及單片機的知識熟種制圖軟件oE,件oteus,Ke過）們從實踐中體會到了學習研究機器人的樂趣。參考文獻1、潘存云、高里基．通用工業機器人運動仿真系統IRKSS.機器人．19949(2)94-97、．KeilCxSlV7.0編程與μVision2應用實踐電子工業出版社20043、