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文檔簡介
1、目前,世界發(fā)達國家投入了大量經(jīng)費研究地面移動機器人如Bigdog、Packbot等,以及空中飛行機器人,這些機器人各有優(yōu)勢,但都有其局限性,因此開展具有飛行、吸附能力的機器人研究具有重大的科學(xué)意義和理論價值。
受蝙蝠類動物的啟發(fā),本文提出了一種飛行吸附機器入,該機器人擁有飛行的能力,所以它可以遠距離快速移動;同時它也具備吸附能力,因此它可以低功耗棲息在目標物體的表面。本文提出的機器入主要由微型四旋翼結(jié)構(gòu)和小型吸附裝置組成。因為
2、本文設(shè)計的吸附裝置重量輕,效率高,因此開發(fā)的機器人不僅能夠長距離飛行、越障,也可以以較低功耗棲息在壁面,而這些非常適用于工業(yè)以及軍事上執(zhí)行相關(guān)危險任務(wù),如高層建筑的偵察等。
為了進一步深化研究圍繞該機器人的科學(xué)問題,在系統(tǒng)設(shè)計時對多個方面進行了討論,主要包括飛行機制、吸附機制、系統(tǒng)集成和控制系統(tǒng)設(shè)計等,并詳細介紹了離心泵吸附裝置和真空泵吸附裝置的開發(fā),同時對比較前沿的靜電吸附進行了研究。為了進一步降低功耗,本文同時進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)
3、化和吸附優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,本文開發(fā)了幾種飛行吸附機器人原型,并實際驗證了設(shè)計思路的正確性。
在飛行、吸附兩種模態(tài)轉(zhuǎn)換瞬態(tài)過程中,由于外力的約束導(dǎo)致正常飛行控制規(guī)律不再適用,且很容易損壞機器人。本文旨在提出一種柔性力控制方法,使得飛行吸附機器人可以平滑與壁面接觸。因此本文首先建立了該機器人的動力學(xué)模型,并設(shè)計了阻抗控制方法,用以調(diào)整機器人與壁面環(huán)境的接觸力。該機器人執(zhí)行相關(guān)任務(wù)可以按順序分為幾個階段。首先,通過位置控制使機器人逐
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