摘要：机器人工程是一门复杂的学科，它集工程力学、机械制造、电子技术、技术科学、自动控制等为一体。目前对机器人的研究已经呈现出专业化和系统化，一些信息学、电子学方面的先进技术正越来越多地应用于机器人领域。体操机器人作为一种极具娱乐观赏性的艺术形式，吸引了越来越多的学生，为他们接触前沿科技提供了合适的机会，有助于普及素质教育和机器人技术知识，反过来也会促进人工智能和机器人的发展。在这个科技发展日新月异的环境下，科技不断的进步，体操机器人也在随着进步，毕竟不发展就会被淘汰。体操机器人的设计涉及到很多方面，所以体操机器人的研究同样推动了许多科学研究的进步。

本次论文主要结合国内外的机器人现状提出了自己的设计内容，根据体操运动员的肢体为模板，设计出了头部、上肢和下肢各个部分，简化其生理结构，用一块单片机控制板作为控制源，用了九个舵机用来作为机器人的各个肢体的支撑，分别用了两个舵机作为机器人的左右肩膀，双腿也是分别用了两个舵机，然后用了各种U型支架和L型支架作为各个关节的连接件。本设计用的是上位机软件调试机器人，上位机软件它可以明确的看到机器人的各种动作的调试，能够方便的对机器人进行微调，最后本设计用的手柄无线遥控机器人，这样可以就随意让机器人进行工作了。本设计也具有一定的参考价值，可以用来给制作人形机器人作为技术参考。

关键词：体操机器人 智能机器人 自动化 电子学  

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪 论-9

1.1课题背景及研究的意义-9

1.2国内外现状综述-9

1.2.1国外体操机器人现状简介-9

1.2.2国内体操机器人现状简介-10

1.3本课题设计的主要研究内容-10

2体操机器人的总体设计-12

2.1设计总体思路-12

2.2体操机器人的组成-12

2.2.1驱动系统-12

2.2.3 控制系统-12

2.3各执行机构自由度的确定-13

2.3.1头部自由度分配-13

2.3. 2上肢自由度分配-13

2.3.3躯干自由度分配-13

2.3.4下肢自由度分配-13

2.4系统结构框图-14

2.5系统总体结构图-15

3体操机器人机械设计-16

3.1头部的设计-16

3.2手臂的设计-16

3.3躯干的设计-18

3.4腿部的设计-19

3.5足部的设计-20

3.6连接件设计-20

3.7机器人的零点距点-20

3.8机器人手臂运动分析-21

3.9机器人腿部分析-22

3.10本章总结-24

4 硬件系统设计-25

4.1 舵机控制板的选择-25

4.1.1 QSC32E舵机控制板-25

4.1.2 QSC32E控制器图解-25

4.2 995舵机模块-27

4.3 各种支架模块-30

4.4 电源模块-30

4.5 硬件检测模块-31

5软件设计-32

5.1整体程序设计流程图-32

5.1.1整体流程图-32

5.2软件界面-33

5.2.2编程的要求-33

5.2.3软件检测-34

5.3脱机工作-35

5.4无线遥控-35

6总结与展望-36

7参考文献-37

致谢-38

附录1-39

附录2-40

附录3-41