八足蜘蛛仿生机器人：设计与实现-基于生物爬行机制

"本课题提出的背景及要求-领域知识图谱构建与应用-上篇" 本文主要探讨了仿生爬行机器人，特别是八足蜘蛛仿生机器人的设计与实现。这种机器人设计灵感来源于生物的爬行机制，以克服传统轮式机器人在特定环境中的局限性，如增强附着力和越障能力。在军事侦察和高层建筑外墙清洁等场景中，这类机器人具有巨大的应用潜力。 仿生学是研究生物系统原理并应用于技术系统设计的科学。在这一理论的指导下，作者肖勇在王建平教授的指导下，设计并实现了八足蜘蛛仿生机器人。该机器人的核心是两片PICl6F877单片机，采用PICC类C语言编写控制代码，驱动电压为24V，带减速器的直流电机作为动力源。机械部分的设计参考了蜘蛛的比例，以实现自锁功能，并通过特殊结构让一个电机可以控制多个自由度，简化系统并减轻重量。 蜘蛛的爬行机理是其关键特征，每条腿上的细刚毛使其能在垂直表面或天花板上行走。仿生机器人模仿了蜘蛛的爬行方式，每次移动一条腿，其余腿保持附着，直至所有腿完成移动，机器人向前行进。这种设计使机器人能够在平地上有效地爬行，为更复杂的爬壁机器人的研究提供了实验平台。 论文详细涵盖了机器人的机械机构设计、电路设计、控制策略以及视觉和路径规划五个方面。机构设计部分详细介绍了从概念到实物的设计流程，包括图纸设计、加工制造和经验总结。电路设计部分阐述了电路板的设计，包括原理、搭建和Protel制图。控制部分讨论了运动闭环反馈系统的构建，包括总体流程图和单片机程序设计。最后，论文提出了双目视觉方案和路径规划，利用双目视觉、触觉和大规模关系数据库，旨在创建具备垂直攀爬和自主路径规划能力的机器人。 关键词：机器人、仿生、机构设计、控制系统 这篇硕士论文展示了中国科学技术大学在精密机械及仪器领域的研究成果，为仿生机器人的研发提供了理论和技术支持，进一步推动了这一领域的科技进步。