連續(xù)體震后救援機(jī)器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來地震和礦難事故在我國頻頻發(fā)生,給公眾安全和國民經(jīng)濟(jì)帶來極大的破壞作用,引起了相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者們的注意。目前災(zāi)后搜救機(jī)器人的研究大多是針對廢墟表面的,應(yīng)用于廢墟內(nèi)部的搜救機(jī)器人研究目前開展的還不多。因而,研發(fā)一種能用于廢墟內(nèi)部狹縫的搜救機(jī)器人就顯得迫切而重要。
　　本文在對比分析了各類救援機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)后,針對“地震后廢墟內(nèi)部狹縫的非結(jié)構(gòu)環(huán)境下搜救系統(tǒng)”項(xiàng)目課題提出的要求,從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),提出了一種新型的機(jī)器人-連續(xù)體機(jī)

2、器人。本文主要基于連續(xù)體柔性彈簧這種機(jī)械結(jié)構(gòu),重點(diǎn)研究開發(fā)適用于該連續(xù)體機(jī)器人的控制系統(tǒng)。其主要工作內(nèi)容包括以下幾方面:
　　1、根據(jù)課題的要求,對連續(xù)體救援機(jī)器人的運(yùn)動機(jī)制和驅(qū)動形式進(jìn)行研究;從而,得出連續(xù)體救援機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和總體控制框圖。
　　2、在連續(xù)體救援機(jī)器人控制系統(tǒng)整體方案的指導(dǎo)下,對連續(xù)體救援機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì),該控制系統(tǒng)的硬件平臺采用模塊化的設(shè)計(jì)思想,以小尺寸、低功耗的主控芯片STC12C

3、5A60S2作為控制系統(tǒng)的核心,將整個(gè)硬件平臺分成功能上相對獨(dú)立的模塊—數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動控制和輔助救援控制模塊等部分。運(yùn)動控制系統(tǒng)采用半自主式的控制策略,對多個(gè)彎曲和旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及軟軸伸縮電機(jī)進(jìn)行控制,使連續(xù)體救援機(jī)器人實(shí)現(xiàn)連續(xù)的彎曲和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,并有一定程度的伸縮,從而,保障連續(xù)體救援機(jī)器人具有良好的避障能力和通過性。
　　3、根據(jù)連續(xù)體救援機(jī)器人的控制功能需求,采用基于狀態(tài)機(jī)的編程方法,對連續(xù)體救援機(jī)器人的控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體