3、方案论证

 3.1 侯选方案

(1) 方案一超声波测距模块设计，为机器人提供简单方便的障碍物距离检验。如图所示该机器人共12个自由度，每条腿三个自由度，分别为一个摆动自由度和两个腾跃自由度。机器人采用单片机控制，能承受一定负载，行动类似螃蟹，速度不快。

(2) 方案二

    如图6所示，机器人共8个自由度，都是腾跃自由度，每条腿两个自由度，该机器人前两腿和后两条腿关节都趋向里合，可以确保机器人承受比方案一具更大负载。

(3) 方案三

如图7和图8所示为方案三的总体控制方案,单片机获得红外线传感器关于周边物体位置的信号后控制电机驱动带动机器人四足做出相应的动作以调整机器人的位置并做出越障行为等。 本方案中机器人共12个自由度，每条腿三个自由度，灵活性较好，关节位置与方案二相反，前后腿关节均趋向前方，具有更好的越障能力，并且移动速度很快，能够承受较大负载，每条腿采用伺服控制驱动，因为具有很好的灵活性和越障能力所以它具有很好的平稳性。

3.2   方案比较分析

在以上三个方案中方案一承载能力小;方案二虽有很好的承载能力但由于四足关节里合导致越障能力不足，更适合在平缓路面行走;方案三中承载能力、运动速度、灵活性、越障能力、平稳性等各项指标都能更好地适应环境和工作要求，可实现前进、后退、左转、右转，并能实现避障越障功能，它可以在家庭里面巡视，看护老人和儿童。所以方案三为本课题最终设计方案。

4、毕业设计（论文）内容

基本内容:本课题要求学生设计一种家用四足移动机器人。要求对移动机器人的结构中的薄弱环节和关键环节进行校核。并完成四足移动机器人的传感器配置和控制方案设计。

5. 重点内容

作为一种四足步行机器人的设计，我的主要任务就是设计四足步行机器人的结构，并完成四足机器人的步态规划与仿真，使它能够平稳行走并且具有一定的越障能力。 具体工作主要有：  

（1）掌握计算机三维制图软件Solidworks、Pro-E；

（2）对四足步行机器人进行结构设计；

（3）完成四足机器人的步态规划与仿真；

（4）运用三维制图软件绘制四足步行机器人的装配图；

（5）绘制四足步行机器人的主要零件图；

（6）完成毕业设计说明书；

难点内容：要求在毕业设计论文中对主要承重零部件或结构薄弱零部件进行必要的强度和刚度校核。

6. 工作进度安排

（1） 第1周：搜集整理并认真阅读课题相关的中文及外文文献；  

（2） 第2周：对设计过程制定确切的计划，撰写开题报告，文件综述，外文翻 译；  

（3） 第3周：学习计算机三维制图软件Solidworks、Pro-E软件和温习Autocad 软件，熟悉机械零件的三维建模以及二维零件的绘制；  

（4） 第4周—第6周：确定四足步行机器人的运动方案，完成四足步行机器人 的结构设计，完成四足机器人的步态规划与仿真；  

（5） 第7周—第10周：运用三维绘图软件绘制四足机器人的装配图及其主要零 件图；  

（6） 第11周—第14周：编写和整理毕业设计论文；  

（7） 第15周：修改、完善并打印装配图、零件图及毕业设计论文，提交毕业设 计；  

（8） 第16周：准备毕业答辩。

7、参考资料

[1] 黄博.四足机器人行走步态及CPG控制研究[D].哈尔滨工业大学 2007    

[2] 闻邦椿.机械设计手册（第五版）. 第一、二、三、五卷. 机械工业出版社.2011.

[3] 许勇.机电一体化系统方案生成及优选研究[D]. 上海交通大学. 2007年.