一種類尺蠖運動的爬行機器人設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、碩士學(xué)位論文一種類尺蠖運動的爬行機器人設(shè)計與實現(xiàn)DesignandImplementationofInchworminspiredCrawlingRobot作者姓名：王宣塑學(xué)科、專業(yè)：控劍堡途量控劍王猩學(xué)號：21墨Q魚!曼曼完成日期：2Q!魚二Q墨二墨Q大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活正在逐步實現(xiàn)自動化與智能化。近年來，機器人技術(shù)飛速發(fā)展

2、，各種各樣的機器人正逐步走向人們的生活。機器人技術(shù)在很大程度上提高了人類的生產(chǎn)效率和生活水平。爬行機器人是機器人技術(shù)的一個重要分支。由于具有出色的運動性能，能夠在各種較為復(fù)雜的環(huán)境中運行，爬行機器人被用來執(zhí)行管道探索、廢墟搜索等任務(wù)。本文通過分析尺蠖的運動方式，研制出了適于進入坑道、管道中進行檢測搜索的類尺蠖運動的爬行機器人。本文對尺蠖的運動方式進行了分析，根據(jù)其運動特點，設(shè)計出了蠕動式行進的類尺蠖運動的爬行機器人的本體結(jié)構(gòu)。機器人采用

3、具有彈性的刷毛組作為支撐機構(gòu)，采用往復(fù)螺桿及滑塊等作為驅(qū)動機構(gòu)，實現(xiàn)機器人的周期性蠕動式行進。該機器人運行穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，對各種復(fù)雜的環(huán)境有一定的適應(yīng)性。系統(tǒng)硬件部分以微控制器為核心，采集慣性傳感器、紅外熱釋電傳感器、二氧化碳濃度傳感器信息，通過電機驅(qū)動板控制電機運轉(zhuǎn)，與上位機PC通過RS232串口進行通信。根據(jù)系統(tǒng)要求，對微控制器、傳感器、電機等進行了選型與分析。系統(tǒng)軟件部分分為兩部分：上位機軟件采用Windows下的C語言編譯實現(xiàn)，

4、基于Windows的消息機制，實現(xiàn)串口通信、各傳感器信息顯示、電機控制、視頻顯示、運動軌跡顯示等功能；下位機在ArduinoIDE的編譯環(huán)境下，采用類似于C語言的Arduino語言編譯而成。下位機采集各傳感器信息，通過RS232串口通信發(fā)送給上位機，根據(jù)接收到的上位機控制命令，對電機及各傳感器進行控制。本文研制了兩款機器人樣機，對其運動性能及檢測搜索功能進行了實驗。機器人樣機在實驗室搭建的簡易坑道、室外坑道以及圓形管道環(huán)境下運行良好，最