搜救偵測機器人關鍵技術研究.pdf

1、自然災難或人因災難發(fā)生后，當務之急是盡快搜尋被困于現(xiàn)場的幸存者，由于災后復雜多變的現(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研究中的一個重要研究方向。當前該類機器人尚未能夠大范圍應用于實際搜救任務中，主要原因是其受到自身地形適應能力、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，針對其地形適應能力、運動穩(wěn)定性以及未知環(huán)境中的定位與地圖

2、構建等關鍵技術展開了研究。
　　首先，本文分析比較了不同結構形式搜救偵測機器人的特點，提出了可變構型履帶式與類蛇形機器人相結合的二級搜救機器人系統(tǒng)。在系統(tǒng)的結構研究中，提出了基于橢圓軌跡形成原理的可變構型機構、小型化雙模塊雙自由度類蛇形機構以及基于雙層連桿傳動的折疊式探測執(zhí)行機構。
　　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，建立了機器人機構運動的等效模型以及運動學模型。應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構數(shù)據(jù)基礎。
　　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。建立了機器人的虛擬樣機模型，并應用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地形環(huán)境中的越障性能并對建立的數(shù)學模型進行了求解，計算得出了其越障性能參數(shù)，并通過樣