一 研究目的

人類對(duì)于外太空探險(xiǎn)的欲望從未間斷過(guò)，因此，如何在不危害人類生命的前提下，挑選先遣部隊(duì)之探險(xiǎn)員，值得深思。近年來(lái)有相當(dāng)多的探討兩足至多足機(jī)器人的在外太空的應(yīng)用，過(guò)去兩足機(jī)器人多為轉(zhuǎn)型機(jī)械系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)局限于二維平面，無(wú)法克服許多山區(qū)崎嶇的地形。六足機(jī)器人具有跨障能力，可以克服崎嶇的地形，且機(jī)器人比人類更能承受苛刻的工作環(huán)境，因此可以運(yùn)用在許多危險(xiǎn)的工作，例如火山的研究或其他星球的探測(cè)等。

在國(guó)外已由很多學(xué)者深入探討過(guò)可移動(dòng)式機(jī)器人的設(shè)計(jì)與改進(jìn)。一般的移動(dòng)式機(jī)器人的移動(dòng)方式可分為輪形、足形。在足形移動(dòng)式方面有分為兩足、四足、六足和多足機(jī)器人，另外還有蛇形移動(dòng)機(jī)器人。

無(wú)論在靜止或行走，六足機(jī)器人的移動(dòng)較具靈活性變化，但其步行控制需要有良好的控制與規(guī)劃，六足機(jī)器人較不受地形限制，可四處移動(dòng)是探索未知環(huán)境的一項(xiàng)利器，更是良好的研究題材。

二 系統(tǒng)總體方案

六足仿生機(jī)器人分為機(jī)器人模塊和無(wú)線遙控模塊兩個(gè)大部分。他們的組成框圖如下圖所示。兩個(gè)模塊都是以PIC32單片機(jī)為控制核心，通過(guò)在2.8寸的TFT屏上模擬出按鍵控制機(jī)器人實(shí)現(xiàn)各種功能。

圖1、六足機(jī)器人模塊

圖2、無(wú)線遙控模塊

三 硬件設(shè)計(jì)

3.1 機(jī)器人的步態(tài)研究

a．前進(jìn)步態(tài)（黑橢圓代表該腳著底，空心橢圓代表沒(méi)著地）

圖3、 初始狀態(tài)? ?????????????圖4、第一組的三只腳抬起來(lái)

圖5、第一組三只腳前移 ????????????????圖6、第二組三只腳抬起來(lái) ???????

圖7、第一組的三只腳利用對(duì)地? ????????? ??圖8、第二組的三只腳著地

摩擦力將來(lái)身體前移，第二組的三只腳前移

圖9、第二組的三只腳利用對(duì)地摩擦力將身體前移，第一組的三只腳前移，然后從圖4

開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的進(jìn)退步態(tài)。

注意：為了讓機(jī)器人能夠直線運(yùn)動(dòng)，必須讓每只腳的前進(jìn)距離必須相同。

b.拐彎步態(tài)

圖10、初始狀態(tài)? ???????????? ???圖11、第一組的三只腳抬起來(lái)? ???????

圖12、第一組的三只腳拐彎并踩到???????? 圖13、第一組的三只腳利用對(duì)地的摩擦

地面上，然后第二組的三只腳抬起來(lái) ?????????? 力使機(jī)器人拐彎一定角度，第二組的三只腳拐一定角度

圖14、第一組的三只腳抬起來(lái)， ? ?圖15、第二組的三只腳利用對(duì)地

第二組的三只腳著地 ? ? ? ? ?的摩擦力使機(jī)器人拐彎一定角度，第一組 的三 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?只腳拐一定角度

圖16、第二組的三只腳抬起來(lái)，第一組的三

只腳著地，然后從圖13開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行

注意：該結(jié)構(gòu)每次拐彎的最大角度為30度，拐彎的最小角度為1度。所以通過(guò)程序可以設(shè)置拐彎角度1到255度的任意拐彎。