帶操作臂的小型六足四輪移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng).pdf

1、當(dāng)今社會(huì)，移動(dòng)機(jī)器人幫助人類完成危險(xiǎn)而復(fù)雜的任務(wù)成為一種趨勢(shì)，但在現(xiàn)實(shí)生活中，它們面臨的往往是一些復(fù)雜未知的環(huán)境，這給機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和作業(yè)帶來(lái)很大的困難?，F(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人大多運(yùn)動(dòng)能力有限，缺乏作業(yè)機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)靈活性較差，探測(cè)不夠靈活。本文針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下探測(cè)及作業(yè)的需求，研制了一種帶有操作臂的輪腿式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　針對(duì)環(huán)境探測(cè)與作業(yè)的需求，確定移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)要求，基于此設(shè)計(jì)了一種六足四輪雙臂的移動(dòng)機(jī)

2、器人系統(tǒng)，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、剛性操作臂、柔性探測(cè)臂以及傳感系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。移動(dòng)平臺(tái)為輪腿式機(jī)構(gòu)，可適應(yīng)不同的路況和運(yùn)動(dòng)要求，當(dāng)?shù)孛姘纪共黄交蛴信_(tái)階時(shí)，可通過(guò)靈活的六足進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而對(duì)于平坦路面可采用輪式機(jī)構(gòu)進(jìn)行快速運(yùn)動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)效率并減小能量消耗。剛性操作臂有4自由度，實(shí)現(xiàn)了末端位置控制，可通過(guò)攜帶相應(yīng)的工具執(zhí)行抓取或維修操作。柔性探測(cè)臂由彈簧和繩索驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，末端攜帶攝像頭，可實(shí)現(xiàn)大范圍的探測(cè)。
　　根據(jù)移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)型和組成，

3、分析了多足步態(tài)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，提出了基于腿間協(xié)調(diào)準(zhǔn)則的步態(tài)規(guī)劃方法，研制了嵌入式控制系統(tǒng)。對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)器人進(jìn)行單腿運(yùn)動(dòng)學(xué)、剛性臂運(yùn)動(dòng)學(xué)和整體的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，提出腿間協(xié)調(diào)規(guī)則，分析了各腿的相互作用關(guān)系并制定了規(guī)則運(yùn)行流程。探討了后輪差速和前輪轉(zhuǎn)向角的配合關(guān)系，分析了柔性臂的運(yùn)動(dòng)原理。結(jié)合ADAMS仿真，驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。機(jī)器人采用WIFI攝像頭和超聲波傳感器進(jìn)行環(huán)境感知。以STM32系列芯片為核心開(kāi)發(fā)了嵌入式控制系統(tǒng)，植入了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)