發(fā)布時間：2024-05-13 03:05

　　輪腿復合式移動機器人結(jié)合了輪式移動機器人移動迅速、靈活及腿式移動機器人越障能力強的特點,被廣泛應用于各個領域。本課題基于天津市科技計劃項目“廣域危險環(huán)境下泄漏監(jiān)測預警與突發(fā)事故輔助救援系統(tǒng)”(10ZCKFSF01400)進行研究。穩(wěn)定性是移動機器人工作性能的重要指標,針對實際環(huán)境下的運行需求,本文圍繞機器人的姿態(tài)變化、運動能力和穩(wěn)定性判定進行研究。根據(jù)輪腿式機器人的結(jié)構特點和姿態(tài)變化方式,基于機器人空間剛體速度完成接地角計算,并運用坐標變換法建立機器人在非結(jié)構環(huán)境中的運動學模型,得出機器人輪地接觸點和質(zhì)心的坐標表示。針對不同工作狀態(tài),研究機器人初始姿態(tài)的設定和不同地形下的越障姿態(tài),并推導得出機器人擺臂的姿態(tài)變化與平臺姿態(tài)的運動學關系。研究了機器人面對臺階、凸臺、溝槽和小型障礙的通過能力,得出機器人四輪著地時可直接通過地形的包容條件及其結(jié)構特征對通過能力的影響。通過對機器人受沖擊和緊急制動狀態(tài)下穩(wěn)定性的研究,驗證了機器人運動速度的合理性。從力和力矩角度對機器人斜坡運動狀態(tài)進行分析,得出機器人可穩(wěn)定運行的最大斜坡坡度,驗證了擺腿姿態(tài)合理變化對運動能力的影響。通過對斜坡轉(zhuǎn)向的研究得出機器人瞬...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的來源和背景
    1.2 移動機器人研究現(xiàn)狀
    1.3 移動機器人行走機構的研究現(xiàn)狀
    1.4 穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
    1.5 本課題研究內(nèi)容
第二章 輪腿機器人運動學與姿態(tài)分析
    2.1 引言
    2.2 輪腿式移動機器人的整體結(jié)構
    2.3 輪腿機器人輪地接觸角計算
    2.4 輪腿機器人平臺運動學分析
        2.4.1 輪地接觸點運動學建模
        2.4.2 質(zhì)心運動學分析
    2.5 輪腿機器人姿態(tài)分析
        2.5.1 初始姿態(tài)設定
        2.5.2 越障姿態(tài)分析
    2.6 機器人的姿態(tài)調(diào)整
    2.7 小結(jié)
第三章 輪腿機器人運動能力分析
    3.1 引言
    3.2 地形包容條件
    3.3 面對小型障礙機器人移動能力分析
        3.3.1 兩前輪同時越障
        3.3.2 兩后輪同時越障
        3.3.3 單個車輪越障
    3.4 基于特殊情況的機器人運動狀態(tài)分析
        3.4.1 沖擊對機器人運動穩(wěn)定性的影響
        3.4.2 水平路面緊急制動的穩(wěn)定狀態(tài)分析
    3.5 斜坡運動穩(wěn)定性
    3.6 姿態(tài)調(diào)整對運動穩(wěn)定性的影響
    3.7 斜坡轉(zhuǎn)向研究
        3.7.1 斜坡轉(zhuǎn)向過程壓力中心縱向偏移量的變化規(guī)律
        3.7.2 斜坡轉(zhuǎn)向過程瞬時轉(zhuǎn)向中心縱向偏移量的變化規(guī)律
    3.8 小結(jié)
第四章 輪腿機器人穩(wěn)定性判據(jù)研究
    4.1 引言
    4.2 穩(wěn)定性判據(jù)方法概況
    4.3 各種判別方法的比較
    4.4.標準化FASM穩(wěn)定性判據(jù)
    4.5 基于標準化FASM的機器人運動穩(wěn)定性仿真
    4.6 機器人穩(wěn)定性的影響因素總結(jié)
    4.7 小結(jié)
第五章 基于虛擬樣機的輪腿機器人越障仿真
    5.1 引言
    5.2 基于ADAMS的系統(tǒng)模型建立
        5.2.1 PRO/E和ADAMS仿真模型建立和傳導
        5.2.2 ADAMS仿真模型建立
    5.3 輪腿機器人越障仿真
        5.3.1 爬越臺階的仿真分析
        5.3.2 斜坡轉(zhuǎn)向的仿真分析
    5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 研究工作展望
參考文獻
致謝



本文編號：3972282