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編號 畢業(yè)設計開題報告 題 目 四足機器人結構設計 院 系 專 業(yè) 學生姓名 學 號 指導教師單位 姓 名 職 稱 題 目 類 型 理 論 研 究 實 驗 研 究 工 程 設 計 工 程 技 術 研 究 軟 件 開 發(fā) 1 1 畢業(yè)設計的主要內容 重點和難點等 1 主要內容 四足機器人作為仿生機器人的一種形式 在國內外得到了廣泛的 研究 四足機器人步行腿具有多個自由度 落足點是離散的 故能在足尖點可達域 范圍內靈活調整行走姿態(tài) 并合理選擇支撐點 具有更高的避障和越障能力 本任 務要求從模仿四足哺乳動物行走的角度思考 設計出四條腿具有相應自由度的四足 機器人 2 重點 掌握機械設計原則及機器人機構設計方法 了解四足機器人運動機構 的運動學特征 設計出四條腿具有相應自由度的四足機器人機械機構 完成四足機 器人行走的 3D 運動模擬 3 難點 機器人結構的設計 機器人的運動學特征 機器人結構的自由度 相 關設計計算和機械設計圖 四足機器人行走的 3D 運動模擬等 2 準備情況 查閱過的文獻資料及調研情況 現(xiàn)有設備 實驗條件等 1 查閱文獻資料 1 張錦榮 趙茜 四足機器人結構設計與運動學分析 J 現(xiàn)代制造工程 2009 08 146 149 2 孫群 桑春蕾 林寶龍 四足機器人機械系統(tǒng)虛擬設計及轉彎機構理論分析 J 機械設計與制造 2009 08 183 185 3 何冬青 馬培蓀 曹曦等 四足機器人對角小跑起步姿態(tài)對穩(wěn)定步行的影響 J 機器人 2004 26 6 529 532 4 黃博 王鵬飛 孫立寧 基于行為模式的復合運動方式四足機器人研究 J 中 國機械工程 2007 18 18 2159 2162 5 陳學東 郭鴻勛 渡邊桂吾 四足機器人爬行步態(tài)的正運動學分析 J 機械 工程學報 2003 39 2 8 12 6 聞邦椿 機械設計手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 2010 7 秦大同 謝里陽 現(xiàn)代機械設計手持 M 化學工業(yè)出版社 2011 8 張軒 王停戰(zhàn) 郭旭偉 AutoCAD 2007 機械制圖基礎與工程范例 M 北京 清 華大學出版社 2008 9 鄭文緯 吳克堅主編 機械原理 第七版 M 北京 高等教育出版社 1997 2 10 張建民 機電一體化系統(tǒng)設計 第三版 M 北京 高等教育出版社 2007 11 Siegwart R Nourbakhsh I R Introduction to Autonomous Mobile Robots M Cambridge The MIT Press 2004 2 調研情況 20 世紀 60 年代 四足步行機器人的研究工作開始起步 隨著計 算機技術和機器人控制技術的研究和應用 到了 20 世紀 80 年代 現(xiàn)代四足步行機 器人的研制工作進入了廣泛開展階段 清華大學所研制的一款四足步行機器人 它 采用開環(huán)關節(jié)連桿機構作為步進機構 通過模擬動物的運動機理 實現(xiàn)比較穩(wěn)定的 節(jié)律運動 可以自主應付復雜的地形條件 完成上下坡行走 越障等功能 四足機 器人是一門集仿生學 機械學及控制工程學等多學科融合交匯的綜合性的學科 不 僅涉及到線性 非線性 基于多種傳感器信息控制以及實施控制技術 而且還囊括 了復雜機電系統(tǒng)的建模 數(shù)字仿真技術及混合系統(tǒng)的控制研究等方面的技術 其發(fā) 展往往代表一個國家的科技實力和機電一體化的最新產(chǎn)品 在人類社會中 存在人 類無法到達的地方和可能危機人類生命的特殊場合 如工地 防災救援現(xiàn)場等許多 領域 對這些復雜環(huán)境的不斷探索和研究往往需要有機器人的介入 與輪式或履帶 式機器人相比 由于足式機器人的立足點是離散的點 可以在可能到達的地面上選 擇最優(yōu)的支撐點 足式機器人對崎嶇路面也具有很好的適應能力 3 現(xiàn)有設備 實驗條件 計算機一臺 相關軟件 SolidWorks2011 AutoCAD2007 CAXA 電子圖板 2013 機械版 3 實施方案 進度實施計劃及預期提交的畢業(yè)設計資料 1 實施方案 1 在機械設計基礎上 了解和掌握四足機器人結構設計方法 2 傳動機構方案 初步選擇電機驅動 齒輪傳動 同步帶傳動 3 步行機構方案 縮放機構 瓦特型機構 斯蒂芬森型機構等可以作為步行機 構 4 步態(tài)方案 對角小跑步態(tài) trot 步態(tài) 單側小跑 pace 步態(tài) 等 2 進度實施計劃 1 第 1 周 搜集整理并認真閱讀課題相關的中文及外文文獻 撰寫開題報告 2 第 2 3 周 學習計算機三維制圖軟件 Solidworks Pro E 軟件和 AutoCAD 和 CAXA 電子圖板 2013 機械版軟件 熟悉機械零件的三維建模以及二 維零件的繪制 3 第 4 周 第 6 周 確定四足機器人結構設計的方案 完成四足步行機器 人 的結構設計 完成四足機器人的步態(tài)規(guī)劃與仿真 4 第 7 周 第 8 周 運用三維繪圖軟件繪制四足機器人的裝配圖及其主要 3 零 件圖 5 第 9 周 第 10 周 編寫和整理畢業(yè)設計論文 6 第 11 周 修改 完善并打印裝配圖 零件圖及畢業(yè)設計論文 提交畢業(yè) 設 計 7 第 12 周 準備畢業(yè)答辯 3 預期提交的畢業(yè)設計資料 1 二萬字左右的畢業(yè)設計說明書 論文 在畢業(yè)設計說明書 論文 中必 須包括詳細的 300 500 個單詞的英文摘要 2 完成與課題相關 不少于四萬字符的指定英文資料翻譯 附英文原文 3 相關設計計算及機械設計圖 繪圖工作量折合 A0 圖紙 3 張以上 4 四足機器人 3D 模擬運動仿真 指導教師意見 指導教師 簽字 2016 年 3 月 8 日 開題小組意見 開題小組組長 簽字 2016 年 3 月 8 日 院 系 部 意見 4 主管院長 系 部主任 簽字 2016 年 3 月 8 日