一種類尺蠖運(yùn)動(dòng)的爬行機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、碩士學(xué)位論文一種類尺蠖運(yùn)動(dòng)的爬行機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)DesignandImplementationofInchworminspiredCrawlingRobot作者姓名：王宣塑學(xué)科、專業(yè)：控劍堡途量控劍王猩學(xué)號(hào)：21墨Q魚!曼曼完成日期：2Q!魚二Q墨二墨Q大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活正在逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與智能化。近年來，機(jī)器人技術(shù)飛速發(fā)展

2、，各種各樣的機(jī)器人正逐步走向人們的生活。機(jī)器人技術(shù)在很大程度上提高了人類的生產(chǎn)效率和生活水平。爬行機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要分支。由于具有出色的運(yùn)動(dòng)性能，能夠在各種較為復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)行，爬行機(jī)器人被用來執(zhí)行管道探索、廢墟搜索等任務(wù)。本文通過分析尺蠖的運(yùn)動(dòng)方式，研制出了適于進(jìn)入坑道、管道中進(jìn)行檢測(cè)搜索的類尺蠖運(yùn)動(dòng)的爬行機(jī)器人。本文對(duì)尺蠖的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行了分析，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了蠕動(dòng)式行進(jìn)的類尺蠖運(yùn)動(dòng)的爬行機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)。機(jī)器人采用

3、具有彈性的刷毛組作為支撐機(jī)構(gòu)，采用往復(fù)螺桿及滑塊等作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的周期性蠕動(dòng)式行進(jìn)。該機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)各種復(fù)雜的環(huán)境有一定的適應(yīng)性。系統(tǒng)硬件部分以微控制器為核心，采集慣性傳感器、紅外熱釋電傳感器、二氧化碳濃度傳感器信息，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)板控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，與上位機(jī)PC通過RS232串口進(jìn)行通信。根據(jù)系統(tǒng)要求，對(duì)微控制器、傳感器、電機(jī)等進(jìn)行了選型與分析。系統(tǒng)軟件部分分為兩部分：上位機(jī)軟件采用Windows下的C語言編譯實(shí)現(xiàn)，

4、基于Windows的消息機(jī)制，實(shí)現(xiàn)串口通信、各傳感器信息顯示、電機(jī)控制、視頻顯示、運(yùn)動(dòng)軌跡顯示等功能；下位機(jī)在ArduinoIDE的編譯環(huán)境下，采用類似于C語言的Arduino語言編譯而成。下位機(jī)采集各傳感器信息，通過RS232串口通信發(fā)送給上位機(jī)，根據(jù)接收到的上位機(jī)控制命令，對(duì)電機(jī)及各傳感器進(jìn)行控制。本文研制了兩款機(jī)器人樣機(jī)，對(duì)其運(yùn)動(dòng)性能及檢測(cè)搜索功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。機(jī)器人樣機(jī)在實(shí)驗(yàn)室搭建的簡(jiǎn)易坑道、室外坑道以及圓形管道環(huán)境下運(yùn)行良好，最