基于可變形車輪結(jié)構(gòu)的階梯攀爬機(jī)器人分析與越障研究.pdf

1、機(jī)器人作為引領(lǐng)智能制造的典型代表和推動(dòng)新工業(yè)革命的關(guān)鍵，在全球新一輪工業(yè)革命來(lái)襲的浪潮下，受到了全世界的高度關(guān)注，服務(wù)機(jī)器人作為我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要突破口，已成為今后我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。本課題結(jié)合我國(guó)服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易、造價(jià)低廉、運(yùn)行平穩(wěn)的智能階梯攀爬服務(wù)機(jī)器人，為在未安裝電梯樓層和階梯環(huán)境下貨物運(yùn)輸問(wèn)題提供了有效的解決方案。
　　本文主要研究了階梯攀爬機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)和越障運(yùn)動(dòng)中的一些關(guān)

2、鍵問(wèn)題，其中包括機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)和變形輪機(jī)構(gòu)的分析和運(yùn)動(dòng)仿真，機(jī)器人越障及運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究，虛擬樣機(jī)試驗(yàn)以及物理樣機(jī)試驗(yàn)等。具體內(nèi)容如下：
　　首先，介紹了機(jī)器人的功能模塊、傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)方式、車輪配置以及機(jī)器人關(guān)鍵機(jī)械機(jī)構(gòu)和總體布局等，并在Creo Parametric和ANSYS仿真平臺(tái)下對(duì)可變形輪行走機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行了變形運(yùn)動(dòng)和靜力學(xué)仿真分析，同時(shí)對(duì)機(jī)器人在不同環(huán)境下的兩種運(yùn)動(dòng)模式即輪式運(yùn)動(dòng)模式和腿式運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行了分析研究。

3、　　其次，對(duì)機(jī)器人所處的障礙地形進(jìn)行了提取和簡(jiǎn)化，研究了機(jī)器人成功越障時(shí)所需的幾何條件和受力條件，并在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)器人在典型地形中越障運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析，得出了機(jī)器人的越障動(dòng)力學(xué)模型、爬坡能力以及臨界穩(wěn)定角。
　　最后，以虛擬樣機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用ADAMS仿真平臺(tái)完成了機(jī)器人在三種典型障礙環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)仿真，同時(shí)制作了階梯攀爬機(jī)器人物理樣機(jī)，利用樣機(jī)試驗(yàn)對(duì)機(jī)器人性能進(jìn)行了測(cè)試。通過(guò)虛擬樣機(jī)試驗(yàn)和物理樣機(jī)試驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案和機(jī)器人實(shí)際性能進(jìn)行