(22.20.2)--仿生蜘蛛机器人设计说明书.pdf

仿生蜘蛛机器人

设计说明书

目录

1.作品设计的目的与意义2

2.基本思路与设计内容3

2.1结构设计3

2.2外观设计5

2.3舱内电路安装设计6

2.4电路设计7

2.5功能设计8

3.创新点与关键技术9

3.1创新点9

3.2关键技术10

4.技术特点与优势14

4.1技术特点14

4.2同类产品性能比较15

5.主要技术指标及理论与性能设计算16

5.1主要技术指标16

5.2理论分析17

6.作品使用说明18

6.1作品使用范围18

7.经济效应分析18

8.项目组成员19

9.参考文献20

10.工程图21

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1.作品设计的目的与意义

随着时代的发展及科学技术的提升，机器人的出现可很大程度上解

决劳动力不足的问题，以及人们对便捷的生活以及轻松的工作方式的追

求加剧，时代在发展进步，人们注重工作效率的提高，机器人的出现使

这些得以实现。而且机器人可以实现人们无法完成的任务或代替人类完

成高危的任务，可实现代替人类完成重复繁琐的体力工作等等作用，而

且机器人将应用到各方面领域，改变人们的生活方式以及工作方式。机

器人在现代战场广泛应用，发挥着极其重要的作用，并且机器人在未来

战场将发挥越来越重要的作用。人们对机器人的需求只会越来越大，未

来将是人与机器人共存的时代。

本项目作品仿生蜘蛛机器人有着其独特的行走优势以及很强的实用

性，可在很多工作方面发挥巨大的作用。我们的搜救人员在灾区进行救

援时极其容易出现伤亡，这时我们的搜救人员可通过远程操控机器人来

进行救援从而避免伤亡。本项目作品蜘蛛机器人其蜘蛛底盘和麦轮底盘

的结合，通过底盘切换模式可以做到互相弥补对方不足点，轮系底盘采

用升降式，根据不同地形快速切换工作模式。在这基础上1.蜘蛛机器人

安装上了摄像头，机械手，激光雷达，从而在灾难救援中起到巨大的作

用，蜘蛛机器人可以去我们人类达不到或者危险的地方（如高温，有

毒，发生地震的地方）进行救援，如地震过后蜘蛛机器人凭借适应各种

复杂地形的优势，轻松在地震废墟，狭窄裂缝和有限空间中爬行搜寻确

定被困人员位置，以及通过机械手抓取救援物资到达被困人员的位置暂

时供应被困人员，这是其他类型机器人无法做到的，蜘蛛机器人代替人

搜寻被困人员也可以大大减少因余震导致救援人员的伤亡。2.蜘蛛机器

人搭载摄像装置，能够实时采集图像信息，同时激光雷达能获取各种数

据。3.我国是农业大国，农村人口大量流向城市使得很多土地荒废，农

民劳动力不足，导致粮食产量减少，国家粮食安全受到威胁。本项目作

品蜘蛛机器人着力于解决这个问题，应用到农业领域，发展成能进行实

现各种农务劳动的机器人。本项目作品蜘蛛机器人能适应复杂地形，可

在崎岖的土地轻松行动，利用机械臂在土地中进行喷洒农药除草剂，播

种，运输实现多种功能。本作品应用到资源探测领域可使资源探测开采

人员工作更轻松。麦轮底盘和蜘蛛底盘合并，蜘蛛机器人可轻松在各种

地形中轻松快速行走，大大提高工作效率。

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2.基本思路与设计内容

2.1结构设计

本制造为机电一体化装置，主要硬件有：LX-225总线舵机，中心

分电板，CNC加工电池架，TB48S电池，自制可调稳压电源模块，自制

可调稳压电源模块，碳纤维板材，麦克纳姆轮stm32f427IIH6核心板，

树莓派4B。

产品结构图如图所示

整体采用模块化设计，方便更换拆除零件，并减少定制件，大大

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蜘蛛六个腿采用LX-225总线舵机实现控制运动，其具有转矩大，响

应快的特点，而控制舵机的是串行总线舵机控制板，能高精度控制舵机

运动与高响应。蜘蛛机器人的前面搭载了LED照明模组，可在夜间照明

并且更好寻找目标。蜘蛛机器人的优势是可以应付各种复杂地