AT89S51单片机控制的多足爬行机器人软件设计+源程序(4)

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2003年，哈尔滨工程大学的孟庆鑫等对两栖仿生机器蟹进行了研究，从多足爬行机器人的单组周期运动规律，利用其周期性和节律性对运动控制的影响，建立了能生成周期运动的神经振荡子模型。

以美国最为代表的国外多足步行机器人研究开始较早，他们早在20世纪60-70年代就已经研制出多足机器人。

1990年，美国卡内基-梅隆大学研制出了用于外星探测的六足机器人AMBLER，这种机器人采用了新型的腿部机构:一个在水平面内的旋转杆和垂直于平面内做执行运动的伸展杆构成，两杆正交。AMBLER的运动路线、监视系统的状态由一台32位的处理器来规划，并且运用了多种传感器来实现系统的监测。

1993年,美国卡内基-梅隆大学研制出有缆的八足爬行机器人DANTE,用于对南极的埃里伯斯火山的考察,其改进型DANTE-II在实际中也得到了应用, 1994年,DANTE-II对埃里斯伯火山进行了考察,传回了各种数据及图像。

2000年美国在仿生学基础上，研制出六足仿生爬行机器人Biobot[8]，它是采用气动人工肌肉来驱动的，可在凸凹不平地面上灵活爬行，这种人工肌肉是利用压缩空气驱动气动动作器进而驱动各个关节，与伺服电机相比，这种气动动作器能提供更大的力和更快的速度。

日本对多足爬行机器人十分先进，他们的研究从20世纪80年代开始，并且不断地进行着技术创新，随着计算机控制技术的发展，日本已经开发出了各类复杂的机器人。

2000-2003年,日本的木村浩等成功开发出四足步行机器人Tekken[11]，源`自`751\文-论/文`网[www.751com.cn该机器人由PC机控制，采用直流伺服电机驱动，每个关节上安装了光电码盘，机体上有陀螺仪、倾角计和力觉传感器。Tekken能适应中等不规则环境表面的自适应爬行。

1.4 本次设计的任务与主要内容

(1) 搜集资料，了解六足爬行机器人的基本原理以及相关结构系统设计，熟悉国内外有关爬行机器人相关的应用和发展概况，了解国内外目前爬行机器人设计的重要技术特点；

(2) 结合爬行机器人的运动特点，针对爬行机器人结构的十八个电机进行算法程序设计，编制相关的爬行机器人的运动和避障计算机程序和相关运动控制算法实现;

(3) 进行程序调试并结合爬行机器人硬件结构的改进来编程实现;

(4) 进行相关设计程序分析和评估，分析其中存在的问题以及相关改进和优化方向。

第二章六足爬行机器人的机械机构

2.1 爬行机器人的驱动装置

2.1.1 舵机内部结构

一个微型伺服马达内部包括了一个小型直流马达；一组变速齿轮组；一个反馈可调电位器；及一块电子控制板[20]。其中，高速转动的直流马达提供了原始动力，带动变速（减速）齿轮组，使之产生高扭力的输出，齿轮组的变速比愈大，伺服马达的输出扭力也愈大，也就是说越能承受更大的重量，但转动的速度也愈低。

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