爬壁機器人的電機控制與路徑規(guī)劃.pdf

1、爬壁機器人在很多領(lǐng)域已經(jīng)從實驗室研究走向了實際的工程應(yīng)用。因其在垂直陡壁或高空極限空間作業(yè)的特點，已被廣泛地研究并應(yīng)用于清洗、檢測，核工業(yè)、石化企業(yè)、建筑行業(yè)、消防部門、造船等領(lǐng)域等多個行業(yè)，其目的是代替人類，在危險狀態(tài)下作業(yè)。甚至在國家的安全保障工作中，爬壁機器人也可顯著提高任務(wù)執(zhí)行的成功率。
　　本文研究的爬壁機器人采用的是負(fù)壓吸附式的原理，通過吸盤足牢靠的吸附在垂直的墻面上。機械關(guān)節(jié)的設(shè)計上采用欠驅(qū)動結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計減少了爬壁

2、機器人的能耗，但同時增加了爬壁機器人控制的復(fù)雜性。論文首先研究了爬壁機器人的電機控制，在梯形規(guī)劃的基礎(chǔ)上，采用模糊控制方法來控制電機的轉(zhuǎn)速以提高機器人的爬行速度。然后討論了基于有限狀態(tài)機的爬壁機器人的步態(tài)規(guī)劃。最后討論了爬壁機器人的路徑規(guī)劃問題。在障礙物位置固定的環(huán)境中，通過蟻群算法來搜尋爬壁機器人的最優(yōu)路徑。對于在平面上運行的情況，在使用基本蟻群算法的基礎(chǔ)上，采用死鎖緩解法、雙層信息素更新和兩次隨機性保證來提高蟻群算法的收斂速度和尋優(yōu)