摘 要：本设计的四足移动机器人主要用于家庭中起到巡视的作用，为主人提供及时有效的监控视频。本文根据任务书设计要求完成了对机器人的整体设计，设计的是三自由度的多关节机器人，结构简单，没有负载，自身重量较轻，电池的使用时间很长，具有一定的避障能力和越障高度，能很快完成任务。本设计完成了对相关配套功能的配件的选型，比如传感器，电机，驱动器，摄像头，单片机。综合各种参数指标和自己设计的实际选取合适的部件满足需要，并充分考虑该机器人的制造成本，选取了易加工制造的材料和零件的形状，提高经济适用性。在设计中进行了减速器的计算，对结构上的齿轮，轴承，螺栓，轴等部位进行校核计算确保使用寿命和技术要求，对机器人的步态进行研究，根据重心的变化形成的稳定性裕量来观察衡量机器人在行走过程的稳定性协调度等找到最好的迈步顺序。

关键词：整体设计；结构简单；选型；步态

Abstract: The four-legged mobile robot of this design is mainly used for the inspection of the house, providing timely and effective monitoring of video. The overall design of robots is completed according to the design plan descriptions of the requirements ,which is a three degrees of freedom of multi-joint robot design, simple structure, no load, its weight is lighter, the battery life is very long, with a certain obstacle avoidance ability and the barrier height, can finish the task soon. The selection of accessories for the relevant supporting functions of the design has been completed, such as sensors, motors, drives, cameras, MCU. Integrated all kinds of parameters and design the actual selection of a suitable parts meet this need, and fully consider the manufacturing costs of the robot, select the shape of the easy processing and manufacturing of materials and parts, improve the economic applicability. The calculation of speed reducer was carried out in the design, the structure of gears, bearings, bolts, shaft and other parts for a check to ensure that the service life and technical requirements, The study of the robot's gait is to find the best move order according to the change of center of gravity to form stable margin to watch to measure the stability of the robot in the walking process coordination, etc.

KeyWords：Overall design; simple structures; selections; gait

目 录

1绪论 1

1.1课题研究的目的和意义 1

1.2文献综述 1

1.2.1 国内外的发展现状 1

1.2.2 国内外的关键技术分析 6

1.3方案论证 8

2机械结构整体说明 10

3步态 14

3.1步态规划 14

3.2步态分析 14

4设计说明 19

4.1设计选型计算 19

4.1.1控制部分 19

4.1.2传感器选型 20

4.1.3轴承座选型 21

4.1.4蓄电池选型 23

4.1.5摄像头选型 24

4.1.6各个关节处电机功率 25

4.1.7电机选型 28

4.1.8直流伺服电机驱动器选型 29

4.1.9联轴器的选择 31

4.2减速机设计及校核计算 31

4.2.1齿轮的设计和计算 34

4.2.2 轴的设计与计算 42

4.2.3轴承的校核 49

4.2.4平键的校核计算 50

4.2.5机体连接螺栓的校核计算 50

结论 52

致谢 53

参考文献 54

1绪论

1.1课题研究的目的和意义

在人类的社会生活工作当中，存在着高空作业，海底探测，钻井等特殊的工种和有一些没办法到达的地方和有可能危及人类的生命的少数性的特殊场合，比如说防灾救援的现场，施工的工地等许多种地方情况，包括了宇宙的太空行走等外太空的特殊时空的探测都需要有一些不同作用的机器人在不同程度上的介入。足式机器人与其他类型机器人相比对山地丘陵野外的崎岖路面行走的多种复杂情况也具有很好的适应能力。在众多的足式机器人中四足机器人介于两足和多足之间，结构，稳定性，还有其他跟方面的性能都介于众多机器人中，其中部分性能还比较突出，比如对环境的高度适应能力就是典型。所以很多国家都在各个领域大量应用它。