爬壁機(jī)器人的電機(jī)控制與路徑規(guī)劃.pdf

1、爬壁機(jī)器人在很多領(lǐng)域已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室研究走向了實(shí)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(diǎn)，已被廣泛地研究并應(yīng)用于清洗、檢測(cè)，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(gè)行業(yè)，其目的是代替人類，在危險(xiǎn)狀態(tài)下作業(yè)。甚至在國(guó)家的安全保障工作中，爬壁機(jī)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(jī)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(jī)械關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)上采用欠驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計(jì)減少了爬壁

2、機(jī)器人的能耗，但同時(shí)增加了爬壁機(jī)器人控制的復(fù)雜性。論文首先研究了爬壁機(jī)器人的電機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)速以提高機(jī)器人的爬行速度。然后討論了基于有限狀態(tài)機(jī)的爬壁機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃。最后討論了爬壁機(jī)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(jī)器人的最優(yōu)路徑。對(duì)于在平面上運(yùn)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(jī)性保證來提高蟻群算法的收斂速度和尋優(yōu)