全向移动机场服务机器人研究

发布时间：2020-04-12 04:51

【摘要】：随着人们对于航空出行的要求不断提高以及公共服务逐渐向着智能化和网络化的方向发展,机器人技术开始逐渐应用在各个公共服务领域。服务机器人在机场的应用能够减缓服务人员的工作压力,为旅客提供人性化的服务,也能更加快捷的完成安防巡检任务,节省时间和劳动力成本,因此对机场服务机器人相关技术的开发研究具备良好的应用市场和前景。本文结合实际机场环境以及工作情况分析了机器人的技术指标,设计了一种基于视觉导引的服务机器人,主要用于机场服务、协助机场管理。本文主要完成的工作内容包括:机场服务机器人结构参数设计、控制系统设计以及视觉导引系统设计;通过模块化设计思想进行了各个功能模块设计和硬件选型;完成了机场服务机器人软件界面设计以及程序编写;并进行了机器人试验样机的制作以及测试试验,实现了机场服务机器人试验样机的轨迹跟踪以及人机交互功能。本文主要内容如下:1)对国内外相关服务机器人文献资料进行了研究,叙述了服务机器人的国内外发展概况,从服务机器人的研究背景、定义、种类、用途等方面对服务机器人技术进行了介绍,并对机器人的进行了功能分析。2)结合机场服务机器人功能需求,分析比较了几种机器人底盘移动方案,确定了全向移动的运动方式。分析研究了全向轮的特性和全向运动原理,介绍了全向移动底盘的机械结构,对全向移动底盘进行了机械参数设计并进行了机器人的三维建模,对三轮全向轮式结构进行了运动学分析。3)对机场服务机器人运动控制系统进行了总体方案设计,对所需的各类元件硬件进行了选型设计,包括单片机主控制板、电机、电机调速器、上位机、RGB摄像头、灰度传感器、TOF测距仪、电源等等,完成了各个模块之间的通信接口以及电路选型设计,最后实现了机器人全向移动硬件底盘的搭建。4)对机场服务机器人系统进行了软件设计,包括单片机运动控制程序编程设计、上位机人机交互界面设计、各个系统模块之间的通信设置。结合机器人试验样机对机器人全向移动和轨迹跟踪功能进行了场地功能测试,验证了机场服务机器人全方位移动的运动特性和控制系统的稳定性。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V351.3;TP242

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