模块化双足竞走机器人实验教学平台设计

孙亚军++潘楠++和婷++番绍生

摘要：为了使学生能够更好地掌握机器人相关的机械结构设计、通信、单片机、C语言编程等方面的知识和技能，同时针对现有常规机器人教学设备只能开展演示性实验等问题，设计一套模块化双足竞走机器人实验教学平台，文章首先介绍了模块化双足竞走机器人实验教学平台整体设计思想，接着介绍了模块化双足竞走机器人实验教学平台的下位机硬件系统和上位机人机交互界面的设计以及具体实现细节，最后通过实验证明了该设计的可行性。

Abstract： In order to make the students master the knowledge and skills of mechanical structure design， communication， single-chip microcomputer and C language programming related to robot better， and in view of the fact that the existing conventional teaching equipment can only carry out demonstrative experiment， a modularized biped race walking robot experimental platform is designed. This paper first introduces the whole design idea of the modularized biped race walking robot experiment teaching platform， and then introduces the design of the interface and the implementation details of the hardware of the lower position machine of the modularized biped race walking robot experiment teaching platform. Finally， the feasibility of the design is proved through experiments.

关键词：模块化；机器人；教学平台

Key words： modularized；robot；teaching platform

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）05-0170-04

0 引言

机器人是一门新兴的综合性学科，涉及机械、电子、计算机、材料、控制等众多学科，体现了一个国家的智能化和自动化研究水平。双足机器人是一种没有上身的机器人集科学性、学术性、趣味性于一体，是培养学生创新实践能力的理想平台，已成为全国机器人大赛的指定项目之一。本设计以机器人大赛作品为基础，开发一套适合高校的模块化双足竞走机器人实验教学平台，根据需要完成的动作选择不同模块拼接成机器人，利用上位机发送控制命令给下位机机器人，控制机器人完成竞走、越障、翻跟头、原地自转、磕头、鞠躬等动作。以实现综合性、设计性、创新性实验项目的开设，培养学生创新和实践能力。

1 整体设计思想

通过分析人体腿部关节自由度分布情况，对双足竞走机器人运动自由度进行合理的配置，对机器人的脚部、膝部、胯部的机械结构进行设计。……