爬壁機(jī)器人工作空間及越障機(jī)構(gòu)步態(tài)分析研究.pdf

1、爬壁機(jī)器人作為一種極限機(jī)器人，已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)器人領(lǐng)域中研究的一個(gè)熱點(diǎn)，它能代替人工在極限條件下完成多種作業(yè)任務(wù)，降低了人工作業(yè)的難度與風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，無(wú)論是在軍用領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用空間。作為移動(dòng)機(jī)器人的個(gè)重要分支，爬壁機(jī)器人涉及機(jī)器人學(xué)、人工智能、智能控制、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等多個(gè)領(lǐng)域。
　　在查閱國(guó)內(nèi)外爬壁機(jī)器人相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，以爬壁機(jī)器人執(zhí)行諸如偵測(cè)勘察等多種實(shí)際任務(wù)為背景，通過(guò)對(duì)不同移動(dòng)機(jī)構(gòu)和越障方式進(jìn)行對(duì)比，我們提出了一種

2、新穎的越障方式，即基于復(fù)合連桿尺的雙足爬壁機(jī)器人。本文主要是結(jié)合越障機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)其在跨臂的工作空間及越障步態(tài)動(dòng)作進(jìn)行分析研究。
　　首先，本文介紹了爬壁機(jī)器人近年來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r以及國(guó)內(nèi)外研究成果。針對(duì)爬壁機(jī)器人問(wèn)題的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)爬壁機(jī)器人的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了研究，統(tǒng)計(jì)分析爬壁機(jī)器人在工作時(shí)遇到的障礙類(lèi)型，對(duì)比目前已有的和常用的幾種爬壁機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)，從而提出復(fù)合連桿雙足越障方式。
　　在確定了復(fù)合連桿雙足越障方式之后，分析越障機(jī)構(gòu)

3、的傳動(dòng)技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)。然后，在連桿越障機(jī)構(gòu)在正常運(yùn)行時(shí)，建立工作空間坐標(biāo)系，分析移動(dòng)足的工作空間，即末端執(zhí)行器坐標(biāo)系原點(diǎn)能在空間中活動(dòng)的最大范圍，運(yùn)用參數(shù)曲面族的包絡(luò)公式確定末端執(zhí)行器的工作空間的界限曲面并進(jìn)行分析研究。
　　最后再按照任務(wù)需要，建立幾種典型的越障模式，對(duì)爬壁機(jī)器人越障機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，結(jié)合墻壁尺寸特征和機(jī)器人自身的越障模塊，對(duì)機(jī)器人的姿態(tài)位置進(jìn)行步態(tài)分析計(jì)算，求解出幾種常見(jiàn)步態(tài)類(lèi)動(dòng)作，以達(dá)到建立步態(tài)函數(shù)庫(kù)的目的。