基于小功率電機的井下機器人驅動技術研究.pdf

1、井下搜救機器人作為一種功能型機器人，受到井下各種復雜環(huán)境的限制。目前科研人員對該類型機器人的研究仍處于起步階段，井下搜救機器人研究所面臨的技術問題主要包括移動機構、自主導航，路徑規(guī)劃技術、整體防爆安全設計、以及動力源技術等方面。本文主要集中于對動力源技術的研究，突出描述適用于井下機器人的驅動技術。主要包括對基于本質安全型驅動的實現(xiàn)方法，以及相應的控制策略進行介紹。本文詳細內容如下:
　　深入分析井下機器人的相關理論與技術，主要包括

2、井下機器人的理論工作環(huán)境，井下機器人的運動機構，井下機器人需要達到的技術指標以及井下機器人所面臨的技術問題。
　　深入研究了井下機器人運動機理,包括正運動學以及逆運動學的理論知識，同時基于通用機器人運動學方程提出一種簡化的動力學模型，并對模型進行分析，為后續(xù)驅動技術研究做準備。
　　深入研究本質安全標準，設計一種能夠實現(xiàn)本質安全防護且基于小功率電機的驅動電路。提出一種基于光電隔離實現(xiàn)驅動的本質安全保護的方法。該方法不僅實現(xiàn)了

3、強電與弱電的隔離，同時還實現(xiàn)了驅動電源與驅動電源的隔離。
　　設計了一套基于小功率電機的驅動機構，該機構由若干特定的電機進行串聯(lián)組合，共同驅動。電機之間通過特殊方式進行連接，從而避免機構之間出現(xiàn)諧振影響。對機構建立數(shù)學模型，分析機構在運動過程，各個參數(shù)對機構性能的影響，從而對機構的各個參數(shù)做進一步的優(yōu)化。
　　研究針對基于小功率電機的串聯(lián)機構的控制系統(tǒng)，采用分布式控制的方法實現(xiàn)機構中各個電機的同步運轉，同時當某個電機出現(xiàn)故障