六足仿生机器人的设计

李威

摘  要：本项目设计的六足仿生机器人采用了D-H建模来构建机器人的运动的模型，运用三角算法、六次项轨迹规划等算法来调整机器人运动的状态，最后经由运动学的求逆，运算出每个关节的旋转角，进而模拟出六足动物的运动步态。

关键词：仿生机器人;三维建模;六次轨迹算法;单片机技术

中图分类号：TP242                                            文獻标识码：A                                             DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.05.341

仿生机器人是仿生学与机器人领域应用需求的结合产物。仿生机器人同时具有生物和机器人的特点，已经逐渐在反恐防爆、抢险救灾等各种不适合人工亲自进行的任务中得到应用[1]。本设计主要研究的是小型仿生六足机器人控制系统的开发，其采用自主设计的控制器作为硬件平台。控制器主要有微处理器、驱动模块、电源模块、外围扩展构成。其中驱动模块采用了分时复用的原理，将处理器的6路PWM信号扩展成18路，具有信号质量好、占用处理器资源少的优点。

一、六足仿生机器人的总体设计

在本项目设计中主要研究的是仿生六足机器人的控制器开发，其采用了多种技术，有仿生学原理、电子技术、单片机技术、运动控制、数学建模仿真、数据处理等等。在仿生机器人领域，采用了算法控制的仿生六足机器人，在运动上更加逼近以真实生物，使得仿生六足机器人的运动更加稳定。在开发过程中，首先运用了三维建模软件，构造机器人的三维实体模型;再构建数学模型，对仿生六足机器人的运动方式进行了仿真与分析，并采用了六次项轨迹算法构建仿生六足机器人的运动轨迹;之后采用电子技术、单片机技术等，将六足机器人的控制模型与控制方式以程序的方式加载在控制器中;最后对控制模型进行调试与调整。……