轮足移动机器人设计开题报告(2)
3.方案选择
3.1候选方案
3.1.1 候选方案一
(1) 结构设计
如图2.6所示，方案一中，轮腿是连接在一起的。每个腿都有三个转动关节，机器人可以翻越障碍，轮子采用麦克纳姆轮实现机器人的全方位移动和快速移动。每个轮子都可以被锁定，这样在机器人要翻越障碍时，机器人就可以实现步进运动。
图2.6 候选方案一
（2） 驱动机构
机器人采用步进电机进行驱动控制，由于步进电机体积相对较小，用于计算机借口简单，易于操作和控制，而且文修简单，寿命长，所以决定采用步进电机作为驱动电机。
（3） 控制系统
机器人采用单片机进行控制，依赖单片机便宜，相对来说体积小，适应我设计的小型机器人。而PLC控制相对来说要求高一点，并且要求插口较多，体积较大，价格也比较贵。所以，我决定采用单片机进行机器人系统控制。
控制系统框图
3.1.2 候选方案二
(1) 结构设计
如图2.7所示，方案二中，机器人腿和轮是分离的。当在较好的路况如平坦路面时，腿是缩起的并远离地面，轮子接触地面，机器人可以快速的移动。轮子为麦克纳姆轮，则机器人可以进行全方位移动。当遇到障碍物时，机器人的腿伸出，把机器人抬起，轮子离开地面，机器人通过腿翻越障碍物。当越过障碍物后，腿再缩回，再由车轮接触地面，机器人快速移动。
图2.7 候选方案二
（2） 驱动机构
机器人采用步进电机进行驱动控制，由于步进电机体积相对较小，用于计算机借口简单，易于操作和控制，而且文修简单，寿命长，所以决定采用步进电机作为驱动电机。
（3） 控制系统
机器人采用单片机进行控制，依赖单片机便宜，相对来说体积小，适应我设计的小型机器人。而PLC控制相对来说要求高一点，并且要求插口较多，体积较大，价格也比较贵。所以，我决定采用单片机进行机器人系统控制。
控制系统框图
3.1.3 候选方案三
(1) 结构设计
如图2.8所示，方案三中，机器人四条腿和身体，电机可以控制机器人腿的转向，当电机控制四条腿同时朝一个方向转动时，机器人可以实现全方位移动。腿有两个关节，可以翻越障碍。车轮为普通车轮，可以在平坦路面上快速移动，当然每个车轮都能被锁定以便机器人翻越障碍。
图2.8 候选方案三
（2） 驱动机构
机器人采用步进电机进行行驶驱动控制，由于步进电机体积相对较小，用于计算机借口简单，易于操作和控制，而且文修简单，寿命长，所以决定采用步进电机作为行驶驱动电机。而关节及转向驱动电机使用舵机，舵机体积小，重量轻，可以提供大扭力矩，适合小型机器人使用。
（3） 控制系统
机器人采用单片机进行控制，依赖单片机便宜，相对来说体积小，适应我设计的小型机器人。而PLC控制相对来说要求高一点，并且要求插口较多，体积较大，价格也比较贵。所以，我决定采用单片机进行机器人系统控制。
控制系统框图
3.2 方案确定
最终经过分析对比，选择候选方案三。因为方案一的麦克纳姆轮不适合腿式行走，而方案三的轮腿结构更加合理，容易实现，并且可以通过单片机控制各个舵机转动。
4.毕业设计内容
1) 查阅相关文献，了解已有的轮足复合式全方位移动机器人行走系统的各种方案；
2) 进行轮足复合式全方位移动机器人控制方案设计；
3) 进行结构及传动系统的详细设计；
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