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文檔簡介
1、目前,人類在非規(guī)整復(fù)雜地形的各種活動越來越多,且伴隨著偵測消防、救援探險以及核工業(yè)等眾多領(lǐng)域?qū)δ茉竭^復(fù)雜地形的機器人需求越來越緊迫。所以現(xiàn)在迫切需要能夠在非規(guī)整復(fù)雜的地形中來去自如的越障機器人來完成各種任務(wù)。這里主要針對現(xiàn)在城市里面的高樓發(fā)生火災(zāi)或者反恐偵測救援時,需要一種能夠攀爬連續(xù)階梯的小型偵測機器人,提出了一種可變偏心輪結(jié)構(gòu)的機器人。該機器人使用輪子作為行走機構(gòu)。每個輪子采用了雙圓的結(jié)構(gòu),具有如下優(yōu)點:在較為規(guī)整平坦地形中將輪子切
2、換成圓形結(jié)構(gòu)的普通輪,其運動速度和輪式的運動速度就完全相同,具有很高的效率。而在非規(guī)整的復(fù)雜地形中將會把機器人的輪子切換成偏心結(jié)構(gòu),這時,機器人就成為了一個偏心輪越障平臺,越障模式的切換是依靠人為控制或者傳感器檢測后自動切換,具有很高的越障效率和控制簡潔的特點。本文提出的機器人輪子的切換具有典型的工程應(yīng)用前景,其具有控制穩(wěn)定、成本低、便于維護管理等優(yōu)點。
本文開始介紹了國類外的越障機器人的發(fā)展情況,通過對國類外的經(jīng)典機器人的介
3、紹,提出了本文的攀爬連續(xù)階梯的小型機器人設(shè)計方案。在前面章節(jié)中,主要對攀爬連續(xù)階梯機器人在結(jié)構(gòu)上面進行了分析和介紹,對其主要行走機構(gòu)(可變偏心輪子)做了詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及整機的結(jié)構(gòu)框架設(shè)計。在后面的章節(jié)中,對本文所述的機器人進行了運動學(xué)和動力學(xué)的分析,以及對這種雙圓可切換輪子進行了結(jié)構(gòu)上和動力學(xué)上面的分析;對機器人攀爬連續(xù)階梯進行了原理上的具體分析。機器人的控制系統(tǒng)部分也是本款機器人的關(guān)鍵技術(shù),這里的控制系統(tǒng)主要涉及到了機器人運動模式切
4、換的控制和無線型號的傳輸,以及電機的控制和各種傳感器的控制。本文還重點分析研究了所述機器人的空間動量和空間慣量,機器人的空間動量和空間慣量的分析給機器人的連續(xù)攀爬階梯奠定了理論依據(jù),特別是對機器人攀爬階梯時的姿態(tài)以及機器人各部件的參數(shù)設(shè)計提供了可靠的依據(jù)。
本文通過在動力學(xué)上、運動學(xué)上、控制學(xué)上的理論建模分析與研究,得出了本文機器人在理論上攀爬連續(xù)階梯的依據(jù)。機器人在模式切換的過程中,由于傳感器之間有著較多的電磁信號干擾,所以
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