作品简介：

仿人步行机器人是诸多机器人中自由度数量最多，肢干机构最为贴近人类形态的高级智能化机器人，其步态严格符合人类仿生学要求。本作品主要是针对机器人仿人步行进行研究。研究的内容主要涉及机械结构的设计、控制电路的构建、控制软件的研究，以及其他功能的扩展。

本成果结合教师的科研专业方向与学生的专业理论知识，主要应用于机械工程学院课堂教学，服务于课堂教学，包括大一新生的专业导论课、大二学生的机械原理、机械设计专业课、大三学生的单片机、自动控制原理、三维软件绘图等专业课程，同时用于学校第二课堂的建设、学生课外兴趣小组等，使课堂教学不再枯燥无味、不再抽象难懂，而是更加直观、形象、丰富多彩、把抽象生硬的知识变成看得见、摸得着的实物，充分调动学生的学习兴趣和热情。

在机械结构方面，考虑其实用价值及使用寿命，故设计以平行四杆机构为驱动构件，直流电机为驱动原动件，加以限位开关为步态坐标反馈，从可承载性，状态保持性诸多方面对当前技术成熟的舵机（伺服电机）机器人全面改造，在具有一定观赏性的基础上提高其实用性，可开发性。减去脚踝自由度，通过平行四杆机构弥补动作缺失，使得机器人在步态不变化的基础上其负载能力大大提高，刚度大大增强，且节约电机。转体机构处采用不完全齿结合弹簧复位的方法实现一个主动轮控制两个从动反向向分时运动，与常规机器人相比，此处少用一个电机，对自由度的利用率更高，节约成本，不可控量进一步消除。

硬件方面，针对89C51单片机IO口数量紧缺的问题，我们在对各部件机械响应与程序响应时间进行比较之后，得出的数据可以满足通过降低实时性，提高信号组合性来进行IO扩展。故采用74hc245并联输入的方法来收集信号。软件方面，主要通过调节pwm波形来控制电机的转速转矩，延时时间及复位开关相应时机来控制步距，解决步行过程中所出现的问题，达至提高行走稳定性的目的。

本作品完成后可达到较好的仿真效果，即机器人正常行走。该机器人有着承载力大，结构稳定，状态保持性好的特点，可二次开发。

创新点：

1）主驱动选用直流电机。涡轮蜗杆直流电机具有断电自锁功能，故本机器人在制定程序下可以做到无功耗的状态保持，步进电机等则没有此优良特性；直流电机加入限位开关后，具有一定的舵机运行特性，且其驱动能力要远远高于舵机，在大型机器人以及对负载能力要求高的机器人的设计中很有优势；直流电机做驱动一般设以一级减速，故驱动构件避免了直接与电机轴相连，造成悬臂，同时一级减速将悬臂所带来同轴度误差转化为齿轮配合误差，从而使运动更加精确，有效地保护了电机；直流电机廉价，节约成本，市场效益高。

2）减去脚踝自由度，通过平行四杆机构弥补动作缺失，使得机器人在步态不变化的基础上其负载能力大大提高，刚度大大增强，且节约电机。

3）转体机构处采用不完全齿结合弹簧复位的方法实现一个主动轮控制两个从动反向向分时运动，与常规机器人相比，此处少用一个电机，对自由度的利用率更高，节约成本，不可控量进一步消除。

      4）该机器人所有结构都采用3D打印技术完成，结构轻巧、节约成本。