八足蜘蛛仿生机器人设计与实现-机械结构与控制系统

"中国科学技术大学硕士论文 - 八足蜘蛛仿生机器人的设计与实现 - 肖勇 - 王建平导师 - 20060501" 这篇硕士论文详细探讨了如何构建一个八足蜘蛛仿生机器人，作者肖勇在导师王建平的指导下，从仿生学的角度出发，旨在设计一个能够在平地爬行的机器人，并为未来爬壁机器人的研究提供基础。论文涵盖了机械机构设计、电路设计、控制系统、视觉系统以及路径规划等多个关键领域。 在机械机构设计部分，作者首先介绍了蜘蛛独特的爬行机制，以此为灵感，设计出一个八足结构的机器人，每只足可以独立操作，模拟蜘蛛的抬起和放下动作。设计过程中，考虑到了材料的选择，选择硬度适中的材料以减轻整体重量，同时优化了足部的接触摩擦力，以确保机器人在不同表面的稳定行走。设计图纸详细描绘了从概念到实体模型的全过程，包括足部关节的铰链设计和动力传动系统的布置。 电路设计部分，论文讨论了机器人控制系统的核心——电路板设计。这部分包括了电路原理图的绘制、电路搭建以及使用Protel软件进行电路制图。电路设计涉及传感器接口、电机驱动以及数据处理模块，确保了机器人能够接收和处理环境信息，精确控制各个足部的运动。 控制系统方面，论文阐述了构建运动闭环反馈系统的过程，包括总体流程图的制定和单片机程序的编写。通过实时监测和调整各足部的动作，保证了机器人行走的协调性和稳定性。 在视觉和路径规划部分，论文提出了双目视觉方案，通过模拟人类双眼视觉，获取三维空间信息，结合触觉反馈，构建了一个基于大规模关系数据库的信息获取和分析决策系统。这个系统旨在实现机器人的垂直攀爬能力和自主路径规划，进一步增强了其在复杂环境中的适应性。 关键词：机器人，仿生学，机构设计，控制系统，双目视觉，路径规划 这篇论文深入探讨了八足蜘蛛仿生机器人的设计与实现，充分体现了仿生学在机器人技术中的应用价值，对于理解和开发类似仿生机器人有着重要的参考价值。