輪腿復合式移動機器人越障分析與控制系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們對于設備的依賴性越來越強。現(xiàn)代戰(zhàn)爭的快速部署和災后的快速救援都對運輸裝備提出了更高的要求，要求運輸裝備對于非結構環(huán)境具備較高的靈活性和適應性，能夠成功并快速的完成指定任務。本文結合實驗室自擬課題“輪腿復合式移動機器人”，對機器人的越障能力和控制系統(tǒng)進行了研究，具體研究工作如下：
　　基于室外機器人行走機構功能分析和設計要求，設計了輪腿復合式移動機器人行走機構。機器人由車體和6套輪腿系統(tǒng)組成，輪腿系統(tǒng)采用模塊化設

2、計，拆裝方便。輪腿系統(tǒng)與車體的機械和電氣接口完全相同，可直接互換。根據(jù)機器人的功能要求，分析了機器人不同階段對驅動電機的功率需求，選擇了合適的驅動電機。
　　建立了機器人平面差速轉向運動學，并建立了空間姿態(tài)運動學、水平路面行駛運動學和四輪行駛運動學模型，為軌跡跟蹤、空間定位和越障規(guī)劃提供了依據(jù)。對垂直障礙和壕溝等典型地形進行了越障動作規(guī)劃，并用幾何法和穩(wěn)定性約束條件分析了機器人跨越典型障礙的能力，最后用ADAMS對越障規(guī)劃進行了仿

3、真驗證，證明了越障動作規(guī)劃的可行性。
　　建立了主從式控制系統(tǒng)，利用USB-CAN總線適配器實現(xiàn)了上下位機間的CAN通信；利用TMS320LF2407A DSP和EPM3128 CPLD設計了電機控制器，利用VHDL語言實現(xiàn)了 CPLD對電機光電編碼器信號的采集處理和與DSP間的SPI通信；完成了對行走驅動電機的速度伺服控制和對擺臂驅動電機的位置伺服控制。利用LMD18200設計了電機驅動器，為增加輪腿系統(tǒng)對車體支撐的可靠性，為擺