六足步行机器人的毕业设计说明书(4)

燕山大学本科生毕业设计（论文）

4． 工作空间：

工作空间表示机器人的工作范围。它是指机器人运动时手腕参考点或工具安装点能够到达的所有空间区域，一般不包括手爪或工具本身所能到达的区域。

5． 承载能力：

各类机器人搬运重物的能力相差极大。承载能力不仅取决于构件尺寸和驱动器的容量，还与机器人的运行速度有关，这是指在正常运行速度下所允许抓取的物体重量。

6． 速度和循环时间：

运动循环过程包括启动加速、等速运动和减速制动三个阶段。为了保证定位精度往往会在加减速阶段花费较长的时间，因此，提高加减速的能力非常重要。

7． 定位精度和重复性：

定位精度和重复性时机器人的两个精度指标。定位精度是指机器人末端件的实际位置与理想位置之间的差距，重复定位精度是指在相同的位置指令之下机器人连续重复运动若干次，其位置的分散情况。

8． 机器人的运行环境：

机器人能够在极端恶劣的环境下工作，因而机器人的结构设计、材料和防护措施都应加以特别注意，在易燃、易爆环境中对机器人的设计和驱动方式都有特殊的要求。喷漆机器人大多采用液压驱动，就是鉴于防火和防爆的需要。

2.1.4机器人的分类

机器人的分类方法有很多。这里主要介绍三类分类方法，即分别按机器人的几何结构、机器人的智能程度以及机器人的用途来分。

1.按机械手的几何结构来分：

（1）柱面坐标机器人。柱面坐标机器人主要有垂直柱子、水平手臂和底座构成。水平机械手装在垂直柱子上，能自由伸缩，并可沿垂直柱子上下运动。垂直柱子安装在底座上，并与水平机械手一起（作为一个部件）能在

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第2章 机器人学与仿生学介绍

底座上移动。这样，这种机器人的工作轨迹（区间）就形成一段圆柱面，因此，把这种机器人叫做柱面坐标机器人。

（2）球面坐标机器人。这种机器人的机械手能够做里外伸缩移动、在垂直平面上摆动以及绕底座在水平面上转动。因此，这种机器人的工作包迹形成球面的一部分，并被称为球面坐标机器人。

（3）关节式球面坐标机器人。这种机器人的机械手能够做里外伸缩移动、在垂直平面上摆动以及绕底座在水平面上转动。因此，这种机器人的工作包迹形成球面的大部分，称为关节式球面机器人。

2.按机器人的智能程度分：

（1）一般机器人，不具有智能，只具有一般编程能力和操作功能。 （2）智能机器人：具有不同程度的智能，又可分为：

传感型机器人，具有利用传感信息进行传感信息处理、实现控制与操作的能力。

交互型机器人，机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人－机对话，实现对机器人的控制与操作。

自主型机器人，在设计制作之后，机器人无需人的干涉，能够在各种环境下完成各种拟人任务。

3.按机器人的用途分：

①工业机器人或产业机器人，应用在工农业生产中，主要应用在制造业部门。

②探索机器人，用于进行太空和海洋探索，也可用于地面和地下探险和探索。

③服务机器人，一种半自主或全自主工作的机器人。 ④军事机器人，用于军事目的，或进攻性的，或防御性的。

2.1.5本课题研究的意义

对加入WTO的中国来说，外面的挑战远远多于入世所带来的机遇，只有迎接挑战，才能带来机遇。中国的工业大多数是以劳动力密集型为基础的，自动化程度不高，仅有的一些大型的自动化生产线都集中在几个汽车，家电

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

企业，机器人的应用更是寥寥无几，而同是亚洲国家的日本，其自动化程度和机器人的应用都远优于中国，这个战后崛起的国家，今天，已经成为世界第二大经济强国。从古到今，任何一个强大的民族，必须有发达的制造业，吉普赛人的商业才能没能成就他们民族的强大，而德国人曾经依靠工业的先进席卷整个欧洲。中国要想再次崛起，实现中华民族的复兴，必须大力发展工业，而其中重要的一个战略高地，就是机器人领域。

过去的几年中，我们亲眼目睹了机器人在工业领域的高速发展，它所能为人们带来的经济价值是难以估量的，在追求高速高效的现代社会，机器人作为代替人类进行枯燥高负荷劳动的机械装置，越来越得到人们的重视，各国也将机器人的研究作为一项发展工业的重要手段。并联机器人作为机器人家族的一员，具有刚度大，承载能力强，误差小，精度高，自重负荷比小，动力性能好，控制容易等一系列优点，与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系，因而，扩大了整个机器人的应用领域。

本文提出的双足并联步行机器人对步行环境要求很低，能适应各种地面且具有较高的逾越障碍的能力，不仅能够在平面行走，而且能够方便的上下台阶及通过不平整、不规则或较窄的路面；并且行走系统占地面积小，活动范围很大，有着广阔的工作空间。这种步行机器人在不远的将来有望取代轮椅，为下肢残疾人提供便利。其不仅有很高的学术价值，而且对于扩大并联机器人的应用范围具有特别重要的意义。

2.2 仿生学概述

仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学，它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。从仿生学的诞生、发展，到现在短短几十年的时间内，它的研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路，也就是向生物界索取蓝图的道路，它大大开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力。

人类仿生的行为虽然早有雏型，但是在20世纪40年代以前，人们并没有自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉。科学家对于生物学的研究

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第2章 机器人学与仿生学介绍

也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧，辛辛苦苦的努力，进行着人工发明。他们很少有意识的向生物界学习。但是，以下几个事实可以说明：人们在技术上遇到的某些难题，生物界早在千百万年前就曾出现，而且在进化过程中就已解决了，然而人类却没有从生物界得到应有的启示。

20世纪40年代电子计算机的问世，更是给人类科学技术的宝库增添了可贵的财富，它以可靠和高效的本领处理着人们手头上数以万计的各种信息，使人们从汪洋大海般的数字、信息中解放出来，使用计算机和自动装置可以使人们在繁杂的生产工序面前变得轻松省力，它们准确地调整、控制着生产程序，使产品规格精确。但是，自动控制装置是按人们制定的固定程序进行工作的，这就使它的控制能力具有很大的局限性。自动装置对外界缺乏分析和进行灵活反应的能力，如果发生任何意外的情况，自动装置就要停止工作，甚至发生意外事故，这就是自动装置本身所具有的严重缺点。要克服这种缺点，无非是使机器各部件之间，机器与环境之间能够“通讯”，也就是使自动控制装置具有适应内外环境变化的能力。要解决这一难题，在工程技术中就要解决如何接受、转换。利用和控制信息的问题。因此，信息的利用和控制就成为工业技术发展的一个主要矛盾。如何解决这个矛盾呢？生物界给人类提供了有益的启示。

随着生产的需要和科学技术的发展，从20世纪50年代以来，人们已经认识到生物系统是 …… 此处隐藏：2818字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……