行星輪式爬樓梯機(jī)器人小車的研究.pdf

1、樓梯是人造環(huán)境中的最常見的障礙,也是移動機(jī)器人最難跨越的障礙之一。本論文主要研究爬樓機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在深入分析爬樓機(jī)構(gòu)及其攀爬對象的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了相對優(yōu)勢較明顯的輪組結(jié)構(gòu)爬樓機(jī)器人。對機(jī)器人小車的運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行分析,論證小車實(shí)現(xiàn)任意曲線運(yùn)動所包含的自轉(zhuǎn)、直線前進(jìn)、圓弧前進(jìn)三個(gè)基本運(yùn)動單元的可行性。并基于機(jī)器人速度匹配的控制基礎(chǔ)上,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)行中的軌跡控制。引入虛擬樣機(jī)技術(shù),通過SolidWorks三維建模,導(dǎo)入動力仿真

2、軟件ADAMS進(jìn)行仿真。對小車上下樓梯過程中車體傾角的變化進(jìn)行了分析,并找到了影響其波動的原因,提出了改善意見;對上下樓過程中輪組所受力矩,以及前后輪組的功率變化進(jìn)行了仿真,得到有力的分析參數(shù),促進(jìn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和傳動設(shè)計(jì)的優(yōu)化,為制作出性能優(yōu)良的物理樣機(jī)節(jié)約了成本。文章最后研究設(shè)計(jì)了在結(jié)構(gòu)環(huán)境下,以單片機(jī)C8051F310為核心的爬樓控制系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中,采用超聲波傳感器的對稱排列,獲取了自主上樓梯所必須地兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)θ和q;對驅(qū)動大功率