红外遥控六足爬行机器人控制系统设计.doc

摘要:机器人是机构学、运动学、控制理论等学科发展水平的综合体现，是当前国内外研究的热点问题之一。

从仿生学的角度，昆虫的生理构造及行为是比较容易模仿的，我们的机器人正是在模仿六足行走的动物，该机器人是一个仿生六足行走的机器人，通过对伺服马达的精确控制,模拟六足动物的行走步态，实现行走、急跑、转弯等各种步态行为，并能在各种地面环境下进行步态的智能调整，自适应光滑地面、粗糙地面、沙石地面、湿泥地面等恶劣的路面环境。

分析六足爬行机器人步进，参照实体机器人结构尺寸利用 软件Cad设计机器人结构零部件的尺寸，及其整体结构尺寸。

该机器人通过AT89S51、红外发射模块、红外接收模块及相应的辅助电路制实现三角步态行走，实现诸如直线行走、倒退、转弯等基本功能。

关键词 六足机器人；结构设计；三角步态；AT89S51单片机；红外遥控

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 机器人概述-1

1.2 仿生机器人的概念及发展趋势-1

1.3 本课题研究的目的和意义-2

2 红外遥控六足机器人系统设计-3

2.1 系统总体方案-3

2.2 系统方案论证-3

2.2.1机器人行走方案论证-3

2.2.2机体方案论证-4

2.2.3  控制器方案论证-4

2.2.4 驱动器方案论证-4

2.2.5 供电单元论证-5

2.2.6 红外遥控设备论证-5

2.3 系统最终方案-5

3  六足机器人的步态规划-6

3.1行走原理-6

3.2 六足行走的具体分析-7

3.3 步态稳定性分析-8

4 各个部件的设计-9

4.1 主板结构设计-9

4.2腿部结构的设计-9

4.3 腿与主板连接件-10

4.5肢体部件间的装配-12

5 驱动器设计-13

5.1微型伺服马达内部结构-13

5.2 微型伺服马达的工作原理-13

5.3 微型伺服马达控制-14

5.4 伺服马达的电源引线-15

5.5伺服马达的运动速度-16

5.6 使用伺服马达的注意事项-16

6  控制系统硬件设计-17

6.1系统硬件电路介绍-17

6.2单片机最小系统-17

6.2.1 AT89S51单片机简介-18

6.2.2 时钟电路与复位电路介绍-19

6.4电机驱动电路介绍-20

6.5红外遥控电路介绍-20

7 控制系统软件设计-22

7.1系统软件流程-22

7.2舵机控制软件分析-23

7.3红外控制软件分析-24

结论-26

致谢-27

参考文献-28

附录-29