基于AVR的六足机器人控制系统设计文献综述

 2022-08-05 02:08

《基于AVR的六足机器人控制系统设计》的文献综述

1.引言

在人类认识世界和改造世界的过程中,存在人类无法到达的地方和可能危及人类生命的特殊场合,如星球探测、深海探测、减灾救援和反恐活动等,而仿生机器人为解决上述问题提供了一条有效途径【1】。我们所研究的六足机器人便是仿生机器人中常见的一种。

2.研究的目的及意义

仿生学(Bionics)诞生于20世纪60年代初,它是生物科学和工程技术相结合的一门边缘科学,它是生命科学与工程技术科学相互渗透、相互结合而成【2】。现代仿生学已经延伸到很多领域,机器人学是其主要的结合和应用领域之一【3】。仿生机器人学是机器人学的一个分支,主要研究以模拟动物的构造、传感系统、计算结构等来构造一个机器人。仿生机器人代表着机器人研究的最高水平,对它的研究是各国科技界必争的领域。

自然界的生物经过若干年的不断进化,形成了良好的适应环境的身体结构和机能。多足爬行类生物在不规则和不平坦的地形环境下,表现出良好的适应恶劣地形环境的能力。因此,多足仿生机器人对灾害救援具有重要的应用价值。而所谓多足一般指四足及其以上,常见的多足步行机器人包括四足步行机器人、六足步行机器人、八足步行机器人等。该类机器人能够在复杂的非结构环境中稳定的行走,可以代替人完成许多危险作业,所以,在占地球陆地总面积90%以上的各种非结构环境中,多足机器人的应用前景是不言而喻的【4】

随着多足移动机器人技术的不断发展,足式机器人能够协助人类完成物资运输、灾难救援、星球探索等特殊环境下的高危作业任务,在极限环境探索与作业的过程中起到至关重要的作用。在众多足式机器人中,六足步行机器人是其中的典型机种。相比于两足和四足机器人,它具有多关节的冗余机械结构与超强的负载能力,可以取代轮式机器人在一些复杂非结构环境下完成运输作业【5】。然而,六足机器人的关节自由度繁多,增加了控制系统的复杂性。课题以六足机器人为研究对象,基于AVR设计机器人的控制系统,研究六足机器人的单腿运动和多腿协调运动的问题,课题研究的目的是为六足机器人系统设计与开发奠定基础。课题的研究对于六足机器人的基础理论和关键技术等方面具有一定的理论和实际价值。

3.国内外研究现状

从1959年美国制造出世界上第一台工业机器人起,在短短半个世纪的时间里,机器人的研究就已经历了4个发展阶段:工业机器人、遥控机器人、智能机器人和仿生机器人。仿生机器人指的是利用各种无机元器件和有机功能体所组建起来的在运动机理和行为方式、感知模式和信息处理、控制协调和计算推理、能量代谢和材料结构等多方面具有生命形态特征从而可以在未知的非结构化环境中灵活、可靠、高效地完成各种复杂任务的机器人系统。

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