搜救偵測機器人關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、自然災(zāi)難或人因災(zāi)難發(fā)生后，當(dāng)務(wù)之急是盡快搜尋被困于現(xiàn)場的幸存者，由于災(zāi)后復(fù)雜多變的現(xiàn)場環(huán)境對搜救人員會產(chǎn)生巨大的威脅，替代或部分替代搜救人員展開搜救行動的機器人因而成為機器人學(xué)研究中的一個重要研究方向。當(dāng)前該類機器人尚未能夠大范圍應(yīng)用于實際搜救任務(wù)中，主要原因是其受到自身地形適應(yīng)能力、穩(wěn)定性以及感知未知環(huán)境能力的限制。因此本文以搜救偵測機器人系統(tǒng)為對象，分析了其主要特點與研究現(xiàn)狀，針對其地形適應(yīng)能力、運動穩(wěn)定性以及未知環(huán)境中的定位與地圖

2、構(gòu)建等關(guān)鍵技術(shù)展開了研究。
　　首先，本文分析比較了不同結(jié)構(gòu)形式搜救偵測機器人的特點，提出了可變構(gòu)型履帶式與類蛇形機器人相結(jié)合的二級搜救機器人系統(tǒng)。在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)研究中，提出了基于橢圓軌跡形成原理的可變構(gòu)型機構(gòu)、小型化雙模塊雙自由度類蛇形機構(gòu)以及基于雙層連桿傳動的折疊式探測執(zhí)行機構(gòu)。
　　其次，在機器人的運動姿態(tài)研究中，本文將機器人分為伸縮主臂以及輔助臂兩部分，建立了機器人機構(gòu)運動的等效模型以及運動學(xué)模型。應(yīng)用運動旋量方法求解

3、得出主臂以及輔助臂的變量參數(shù)與本體位姿的關(guān)系，為進一步實現(xiàn)機器人運動姿態(tài)的準確控制提供了結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　再次，本文對機器人運動的動靜態(tài)穩(wěn)定性進行了研究，得出其穩(wěn)定性的影響因素與評價參數(shù)，為機器人的穩(wěn)定性控制提供了理論基礎(chǔ)。建立了機器人的虛擬樣機模型，并應(yīng)用RecurDyn軟件對其變形過程進行了分析，計算驗證了所建模型的準確性。研究了機器人在相應(yīng)地形環(huán)境中的越障性能并對建立的數(shù)學(xué)模型進行了求解，計算得出了其越障性能參數(shù)，并通過樣