步行機(jī)器人研究是一個(gè)多學(xué)科的綜合領(lǐng)域，涉及機(jī)器設(shè)計(jì)和制造、傳感器、控制與規(guī)劃、電子電氣、計(jì)算機(jī)與信息處理、通訊、能源、材料、系統(tǒng)工程。六足機(jī)器人相比于四足有更好的穩(wěn)定性，本設(shè)計(jì)的對(duì)象野外圓形重載鐵甲機(jī)器人是一種爬行機(jī)器人，每條腿有三個(gè)自由度（垂直電機(jī)及水平電機(jī)及腳踝電機(jī)），共18個(gè)電機(jī)控制腿部的運(yùn)動(dòng)，使用AT89S52單片機(jī)及舵機(jī)原理及控制，具有一定的負(fù)重能力，即可進(jìn)行仿生機(jī)器人的行為控制和步態(tài)研究，又可作為復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的控制學(xué)習(xí)與嵌入式控制創(chuàng)新應(yīng)用的對(duì)象。

　　本論文可以分為五個(gè)部分：第一部分為緒論，綜合論述機(jī)器人的定義、分類(lèi)、發(fā)展概況，本研究的意義及內(nèi)容：第二部分為機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)，舵機(jī)等等；第三部分為原理圖及PCB圖；第四部分為步態(tài)及程序分析；最后一部分是結(jié)語(yǔ)，總結(jié)研究?jī)?nèi)容并對(duì)課題中需要進(jìn)一步研究、完善的重點(diǎn)進(jìn)行了一定的探討、分析和展望。

　　從1920年，“機(jī)器人”一詞誕生；到1962年，真正意義上的工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)；再到1980年，工業(yè)機(jī)器人廣泛的應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)；直至二十一世紀(jì)的今天，與人類(lèi)發(fā)展的漫長(zhǎng)歷史相比，機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了近百年的時(shí)間，但對(duì)人類(lèi)的影響卻超乎人類(lèi)歷史上的任何一個(gè)百年。隨著機(jī)器人技術(shù)的逐步完善，適于特殊作業(yè)的機(jī)器人種類(lèi)也日益增多。近年來(lái)，作為科技技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要分支，機(jī)器人成為十分活躍的研究領(lǐng)域。未來(lái)的機(jī)器人將在人類(lèi)不能或難以到達(dá)的已知或未知環(huán)境里為人類(lèi)工作。國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020）中明確提出了我國(guó)智能服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展戰(zhàn)略，明確提出“智能服務(wù)機(jī)器人是在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下為人類(lèi)提供必要服務(wù)的多種高技術(shù)集成的智能化裝備”。以服務(wù)機(jī)器人和危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人應(yīng)用需求為重點(diǎn)，研究設(shè)計(jì)方法、制造工藝、智能控制和應(yīng)用系統(tǒng)集成等共性基礎(chǔ)技術(shù)。

　　此次課題野外圓形重載機(jī)器人是一種基于仿生學(xué)原理研制開(kāi)發(fā)的新型足式機(jī)器人，針對(duì)所開(kāi)發(fā)野外圓形重載機(jī)器人的控制系統(tǒng)功能要求， 需要提出了一種模塊化分散遞階控制的設(shè)計(jì)方案，克服了傳統(tǒng)控制理論被控模型難以建立，且適應(yīng)能力較差的缺點(diǎn)。然而步態(tài)是步行機(jī)器人的邁步方式，是步機(jī)器人各腿協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，是其它控制算法實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，每個(gè)腿安裝有水平和垂直方向運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，具有三個(gè)自由度。它是基于微處理器AT89S52的運(yùn)動(dòng)控制器，采用雙定時(shí)器多舵機(jī)分時(shí)控制方法，對(duì)18個(gè)舵機(jī)進(jìn)行獨(dú)立控制，六足機(jī)器人可接受移動(dòng)指令，以典型步態(tài)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：機(jī)器人的簡(jiǎn)介，野外圓形重載鐵甲機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)介紹、舵機(jī)原理及控制、多路PWM波的產(chǎn)生、利用PROTEL99畫(huà)電路原理和PCB圖、機(jī)器人的步態(tài)和程序等。

　　機(jī)器人技術(shù)是在二戰(zhàn)以后才發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。1958年美國(guó)的ConsolLidated公司制作出了世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，由此揭開(kāi)了機(jī)器人發(fā)展的序幕。1967年日本川崎重工公司從美國(guó)購(gòu)買(mǎi)了機(jī)器人的生產(chǎn)許可證，日本從此開(kāi)始了對(duì)機(jī)器人的制造和開(kāi)發(fā)熱潮。機(jī)器人的定義在科技界，科學(xué)家會(huì)給每一個(gè)科技術(shù)語(yǔ)一個(gè)明確的定義，但機(jī)器人的定義卻至今沒(méi)有統(tǒng)一。原因之一是機(jī)器人還在發(fā)展，根本原因則是機(jī)器人涉及到了人的概念，使之成為難以回答的哲學(xué)問(wèn)題。早在1967年日本召開(kāi)的第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議上，就有專(zhuān)家提出了兩個(gè)有代表性的定義，之后又不斷涌現(xiàn)新的見(jiàn)解。我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力﹑動(dòng)作能力、和協(xié)同能力，是一種具有高度協(xié)同性的自動(dòng)化機(jī)器”。仿生步行機(jī)器人是一種多連桿、多自由度的特種機(jī)器人，其運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特性十分復(fù)雜。這類(lèi)機(jī)器人在軍事運(yùn)輸及探測(cè)、礦山開(kāi)采、水下建筑、核工業(yè)、星球探測(cè)、農(nóng)業(yè)及森林采伐、教育及娛樂(lè)等許多行業(yè)都有著非常廣闊的應(yīng)用前景長(zhǎng)期以來(lái)，多足步行機(jī)器人技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。然而盡管步行機(jī)器人技術(shù)有了很大的發(fā)展，但制約多足步行機(jī)器人進(jìn)一步朝實(shí)用化發(fā)展的一些基礎(chǔ)理論問(wèn)題和關(guān)鍵性技術(shù)還沒(méi)有得到根本的解決。目前的步行機(jī)器人存在的主要局限性有：（1）自由度少，靈活性差；（2）大多為仿昆蟲(chóng)結(jié)構(gòu)，越障能力差；（3）承受能力弱，實(shí)用性不強(qiáng)此外。六足機(jī)器人對(duì)復(fù)雜地形的適應(yīng)，還需要步態(tài)與傳感器及其信號(hào)處理技術(shù)、人工智能技術(shù)等多領(lǐng)域的其同發(fā)展和結(jié)合能真正實(shí)現(xiàn)。這也意味著在眾多研究人員面前，還有很長(zhǎng)的路要走。