關(guān)節(jié)履帶式移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及爬樓梯分析.pdf

1、隨著人類的活動(dòng)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，近年來(lái)機(jī)器人應(yīng)用也從制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域發(fā)展，在一些人類難以涉足或無(wú)法到達(dá)的惡劣、危險(xiǎn)和有害的環(huán)境中，需要移動(dòng)機(jī)器人代替人類完成相應(yīng)的任務(wù)。而移動(dòng)機(jī)器人工作地點(diǎn)的地點(diǎn)地形一般都較為復(fù)雜，這就要求機(jī)器人系統(tǒng)要具有更強(qiáng)的多地形自適應(yīng)越障能力，樓梯是一種典型的障礙環(huán)境，論文結(jié)合國(guó)家863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“救援救災(zāi)危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人技術(shù)”的子課題“煤礦井下搜索機(jī)器人研制”對(duì)機(jī)器人的控制系統(tǒng)和機(jī)器人的爬樓梯能力進(jìn)行研究。

2、>　　論文首先介紹了移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與集成?？刂葡到y(tǒng)包括機(jī)器人本體控制系統(tǒng)與控制盒遙控系統(tǒng)兩部分，機(jī)器人本體能夠采集視頻、音頻與環(huán)境信息；控制盒能夠?qū)C(jī)器人本體實(shí)現(xiàn)遙控。根據(jù)機(jī)器人功能要求，論文對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)并完成了硬件集成，編寫了相應(yīng)的控制軟件，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人控制功能。
　　其次，論文對(duì)機(jī)器人爬樓梯的靜穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。通過(guò)建立機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型得出了機(jī)器人質(zhì)心在固定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；對(duì)機(jī)器人爬樓梯的動(dòng)作進(jìn)行規(guī)劃

3、，得到了爬樓梯整個(gè)過(guò)程中機(jī)器人在各個(gè)時(shí)段的位姿；并結(jié)合機(jī)器人爬樓梯整個(gè)過(guò)程的各個(gè)姿態(tài)分析了機(jī)器人的靜穩(wěn)定性，得出了機(jī)器人爬樓梯的靜穩(wěn)定性判別標(biāo)準(zhǔn)。
　　再次，論文分析了樓梯履帶交互力對(duì)爬樓梯的影響。針對(duì)機(jī)器人爬標(biāo)準(zhǔn)樓梯的情況，對(duì)含履棱的履帶與樓梯間的單點(diǎn)交互作用進(jìn)行了分析，得到了在各種受力情況下履帶單個(gè)受力點(diǎn)不打滑的條件；而后，結(jié)合機(jī)器人爬標(biāo)準(zhǔn)樓梯的動(dòng)作規(guī)劃，分析了爬樓梯過(guò)程中出現(xiàn)的打滑的現(xiàn)象及滑移量；并在運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上分析了整個(gè)