摘要蛇形机器人是一种新型的仿生型智能行走机器人，以其能模仿生物蛇的无足式运动 并能适应多种复杂地形而越来越受到机器人研究者的青睐。

文章借助于北京博创科技推出的模块化机器人设计套件——创意之星套件，设计了 一款可实现多种步态的蛇形机器人并借助于该蛇形机器人验证了几种常见的步态，得到 了各种步态运动特性及控制方程参数之间的关系。文章利用 solidworks 软件建立三维 模型并进行运动仿真，应用 Matlab 软件计算舵机运动参数并用图形化编程软件 Norths

-tar 编写相应的控制程序完成各种步态的控制。文章主要研究内容为以下几点：82902

（1）蛇形机器人的总体方案设计，包括机械结构，从动轮结构，舵机的选择和控 制系统设计等，对关键结构部分做了强度校核。

（2）进行蜿蜒步态的分析，参数优化以及对机器人避障原理和实现方法的研究和 探讨。

（3）应用 solidworks 三维建模软件建立三维模型并作相应的运动分析，优化控制。

（4）利用 NorthStar 软件编写控制程序，完成步态的验证及避障功能。

毕业论文关键词：蛇形机器人； AVR 单片机；3D 建模；Matlab 编程

Abstract Snake- like robot is a new type of intelligent bionic walking robot, for it can imitate biological the snake's movement with a no- foot type and can adapt to a variety of complex terrain and more and more get the favour of robotics researchers。

By means of a modular robot design kit—InnoSTAR kit, introduced by Beijing Borch

technology,we have designed a snake- like robot that can achieve a variety of gait and several common gait was validated by the snake-like robot to give the relationship between the various gait characteristics and parameters of control equation。。 The paper use solidworks

software to build three-dimensional models and motion simulation，use Matlab software to

calculate servo control parameters and write the appropriate control procedures in the way of graphical programming to complete a variety of gait control。 The mainly research content of the paper are as the following:

（1）Overall design of snake-like robot, including mechanical structure, driven wheel

structure, the selection of servo and the design of control system, the structural intensity checking of key parts。

（2）The  analysis  of meandering  gait,  parameter  optimization and  the  robot obstacle

avoidance principle and implementation method of research and discussion。。

（3）Application of solidworks 3D modeling software to establish 3D model and the corresponding motion analysis, optimization control。

（4）Use NorthStar software to write the control program, to complete the validation  of

the gait and obstacle avoidance function。

Keywords: Snake-like robot； AVR Microcontroller；3D modeling；Matlab Programming

目录

第一章 绪论 1

1。1 研究背景 1

1。2 国內外蛇形机器人的建模、机电设计和控制的研究现状与发展 2

1。2。1 蛇形机器人建模与分析的研究现状与发展 2

1。2。2 物理蛇形机器人实现方法的研究现状与发展 3

1。2。3 蛇形机器人控制的研究现状与发展 4

1。2。4