【摘 要】
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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
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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。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,多足仿生机器人的研究对灾害救援,比如地震灾害救援、森林火灾巡检与防控等灾害救援领域的关键技术研究具有重要的理论与现实意义。六足仿生机器人控制系统的研究将为多足仿生机器人,特别是多足减灾救援仿生机器人的研究提供理论和技术支撑。(1)论文详细分析了国内外六足仿生机器人的研究现状,给出了论文研究的主要内容。(2)基于六足甲虫的结构、运动原理等生物机能和运动特性,设计了六足仿生机器人躯体和腿的简单结构模型。研究了六足仿生机器人三足步态,详细分析了直线行走步态和定点转弯步态,给出了直行和转弯动作时机器人6条腿的末端位置矢量表达式。(3)采用模块化设计方法,设计并制作了六足仿生机器人的硬件控制系统。系统结构合理,具有良好的稳定性和可扩展性。(4)采用GCC AVR编写了六足仿生机器人控制系统软件,通过AVR Studio编译、仿真并下载源程序。结构化设计简化了软件的调试工作,并为系统功能的扩展提供了方便。(5)基于神经元网络和传统PID控制方法,设计了CMAC与PID复合控制系统。采用Matlab进行系统仿真,仿真结果表明:系统能够较好的跟踪信号,反应速度快、稳定性好并具有较好的抗干扰性。基于课题的前期基础和以上所做的工作,我们设计并制作了六足仿生机器人物理样机,为课题的进一步研究奠定了理论和技术基础。
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