多體節(jié)蛇形機(jī)器人運(yùn)動控制研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、特種機(jī)器人是現(xiàn)在機(jī)器人發(fā)展的一個重要方向，其中蛇形機(jī)器人又是一個很有發(fā)展?jié)摿Φ姆种АＩ咴谧匀唤缬兄鴱V泛的分布，各種不同地形環(huán)境都可以見到它們的身影，它們的運(yùn)動有著特殊的適應(yīng)性，獲得這種強(qiáng)大的地形適應(yīng)能力，對機(jī)器人移動能力的發(fā)展有著推動作用。從運(yùn)動理論，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電路設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，仿真與實(shí)驗(yàn)這5個方面對蛇形機(jī)器人進(jìn)行研究。
　　在運(yùn)動理論方面，從模仿尺蠖的三連桿蠕動出發(fā)，推導(dǎo)出來一般性的蛇形機(jī)器人蜿蜒運(yùn)動規(guī)律，并對理想性進(jìn)行了分析

2、，在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了水平面蜿蜒的理想曲線，并對其進(jìn)行了動力學(xué)分析；在蜿蜒運(yùn)動的基礎(chǔ)上，獲得了螺旋線運(yùn)動的控制方法，并對這種運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了初步分析；此外，還發(fā)現(xiàn)了側(cè)向滾動運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)方式。
　　在蛇形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方面，從已有蛇形機(jī)器人的常用結(jié)構(gòu)分析，決定使用萬向節(jié)連接方式；體節(jié)主要由動力模塊和連接臂組成，動力模塊由主安裝座，副安裝座，平板安裝座，L型安裝座組成，連接臂用于連接兩個相鄰的動力模塊。
　　在電路設(shè)計(jì)方面，

3、控制電路的總體邏輯是一個鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，每個體節(jié)只能與相鄰的前后兩個體節(jié)通信，每個體節(jié)一個控制中心，動力是兩個舵機(jī)，每個體節(jié)自帶電源，且電源開關(guān)由頭體節(jié)控制。
　　在軟件設(shè)計(jì)方面，普通體節(jié)程序主要包括基于USART的傳輸控制系統(tǒng)，電壓監(jiān)測系統(tǒng)，運(yùn)動控制系統(tǒng)，頭體節(jié)沒有運(yùn)動控制系統(tǒng)，但是多了體節(jié)電源控制系統(tǒng)和基于NRF24L01的傳輸控制系統(tǒng)。
　　最后是對蛇形機(jī)器人的仿真和實(shí)驗(yàn)。仿真軟件使用Pre/E，對機(jī)器人的各種運(yùn)動進(jìn)行仿真，