基于空间四杆机构的灵巧移动平台研究

发布时间：2020-07-14 07:21

【摘要】： 移动机器人在林业、救灾、排险、军事、星球探测等非结构环境下有着广泛的应用前景。自主移动机器人在非结构环境下应具有较强的环境适应能力。目前研究主要是从车体机构本体的灵巧性和控制系统的反应灵活性两方面来提高其适应地面环境的能力。本文着重从移动机器人机构本体方面进行深入的研究。 本文致力于研究灵巧移动的机构平台,力求在机构本体上有所创新,并借鉴世界各国广泛研究的无人地面战车和星球探测车的宝贵经验,突破传统车辆设计理念,提出一种基于空间四杆机构的灵巧移动平台。 本移动平台以空间机构为车体,构成具有两个自由度可变形车体的轮式移动平台。针对空间4U机构运用回转变换张量法进行了深入的运动学分析,通过分析,求出了空间四杆机构中各运动参数之间的关系。并运用车辆形态学原理对移动平台进行了结构设计。随后本文对该灵巧移动平台进行了步态规划,对其越障性能进行了有益的分析,并求出其具体越障性能与运动参数的关系,为下一步的控制系统搭建作了良好的铺垫。最后,本文利用虚拟样机技术在ADAMS下建立运动学模型,对其步态规划和越障性能进行了仿真。通过验证,该平台在非结构环境下有较强的地面适应能力。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH112
【图文】：

图1. 1 Dragon runner结构图Fig. 1. 1 Configuration of Dragon runner”K8[8]城市机器人如图1. 2所示，车体采用履腿复合形式”，能够作360度旋转。这使得它可以翻越低矮的围栏和阶和陡峭的斜坡。适用城市环境的侦察，例如辐射、生况，也可以适用灾后的救援行动。若在履带上加装轮子移动。“Urbie”K8具有影像识别功能，可以避开障碍物，在上下楼梯时，识别楼梯形状，以调整前进的角度，具行远程控制，能适合任何地形。

图1. 1 Dragon runner结构图Fig. 1. 1 Configuration of Dragon runner市机器人如图1. 2所示，车体采用履腿够作360度旋转。这使得它可以翻越低矮峭的斜坡。适用城市环境的侦察，例如可以适用灾后的救援行动。若在履带上“Urbie”K8具有影像识别功能，可以避开楼梯时，识别楼梯形状，以调整前进的控制，能适合任何地形。

图1. 3 “Spinner” 样机Fig. 1. 3 Platform of “Spinner”试，“Spinner”具有省油、生存能力强以及负荷灵活的特点，能够远程使用。另“蜘蛛”能够越过并快速通过途中遇到的障碍、承受中等程度的碰撞，在翻车时能迅速调整车轮并恢复正常行进。轮子采用独立悬挂系统，不仅可以跨越壕沟，爬垂直障碍，而且倾翻后通过该悬挂系统，轮子可以旋转到车体的另一边将车支起并继续行走。图1. 4所示为该车悬挂系统[9]。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 姜云峰;管啸天;霍江涛;栗少云;;基于太阳能电池的移动机器人能源自治控制系统研究[J];河北工业大学学报;2011年03期

2 张成;;移动机器人行走PID参数自镇定算法[J];硅谷;2011年16期

3 祁红岩;梁燕华;;基于TMS320F2812的移动机器人控制系统设计[J];现代科学仪器;2011年03期

4 畅春华;赵汗青;秦博;;基于激光雷达的移动机器人实时位姿估计算法[J];装甲兵工程学院学报;2011年04期

5 刘佳;李春书;许丽华;尹淑彦;;轮腿式移动机器人越障运动学建模与仿真[J];机械设计;2011年08期

6 邓小青;;海底滑翔器[J];水雷战与舰船防护;2011年03期

7 朱磊;樊继壮;赵杰;吴晓光;;未知环境下的移动机器人SLAM方法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2011年07期

8 贾宇辉;徐振宇;王孝洪;田联房;;基于S3C2440的电力线巡检机器人系统设计[J];电测与仪表;2011年05期

9 吴盘龙;蔡亚东;张凡;薄煜明;;道路约束条件下的移动机器人跟踪(英文)[J];中国惯性技术学报;2011年03期

10 王宗义;李艳东;刘涛;于占东;;移动机器人的自适应模糊滑模动力学控制[J];哈尔滨工程大学学报;2011年06期

相关会议论文 前10条

1 张鑫;闫茂德;刘玉东;巨永锋;;未知环境下基于禁忌搜索的移动机器人自主导航[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

2 王艳红;杨宏;孙茂相;袁曾任;;移动机器人在非结构环境中的运动规划[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集（下册）[C];1995年

3 陈余庆;胡英;马孜;;基于贝叶斯理论的移动机器人相对定位[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

4 赵晖;王天然;刘德林;;分布式数据库在移动机器人中的应用[A];第十届全国数据库学术会议论文集[C];1992年

5 李俊泉;尹怡欣;;基于心理动力机制的移动机器人[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年

6 周火凤;马保离;;离轴式拖车移动机器人的路径跟踪控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

7 周光明;陈宗海;胡玉锁;陈春林;;复杂未知环境下移动机器人自主探测算法研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年

8 鲁守银;马培荪;姜葵峰;;基于机器人的锅炉鳍片管道自动检测技术[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

9 关胜晓;许心德;曹洋;张彦;;移动机器人避开运动障碍物的策略[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年

10 马钊;马保离;;参数不确定拖车移动机器人的直线路径跟踪[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 王炳坤;机器人[N];新华每日电讯;2004年

2 编译 王金元;微型机器人 虫子般灵巧[N];北京科技报;2005年

3 张建松;科考机器人南极建功[N];科学导报;2008年

4 铭心邋孙伟;中国机器人首次上南极[N];中国质量报;2007年

5 王笑梅;沈阳机器人开始首次南极科考之旅[N];辽宁日报;2007年

6 记者 杜华斌;美研制出世界最小移动机器人[N];科技日报;2005年

7 通讯员 张婵邋记者 毕玉才 苗家生;国产机器人将首次登上南极[N];光明日报;2007年

8 本报记者　 贾旮菲;“新松”恨不高千尺[N];现代物流报;2006年

9 高级记者 马驰;新松公司：不断征服新领域[N];沈阳日报;2010年

10 卢家兴;中科院研制出能应付复杂地形的机器人[N];大众科技报;2004年

相关博士学位论文 前10条

1 林吉良;移动机器人故障诊断与容错控制的研究[D];浙江大学;2009年

2 海丹;移动机器人与无线传感器网络混合系统的协作定位问题研究[D];国防科学技术大学;2010年

3 杨放琼;基于信息融合的移动机器人定位导航及其深海采矿应用研究[D];中南大学;2010年

4 李鹏;不完善信息融合技术及其在移动机器人中的应用[D];华中科技大学;2010年

5 顾嘉俊;移动机器人在非平坦地形上的自主导航研究[D];上海交通大学;2010年

6 陈家乾;移动机器人自主创建环境地图的研究[D];浙江大学;2009年

7 张杨;非结构地形下铰接车体的运动稳定性研究[D];吉林大学;2011年

8 康亮;自主移动机器人运动规划的若干算法研究[D];南京理工大学;2010年

9 孙启nr;基于互联网的移动机器人网络控制系统研究[D];天津大学;2004年

10 葛为民;虚拟现实技术在移动机器人遥操作系统中的应用研究[D];天津大学;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 房玉吉;轮腿复合式移动机器人越障分析与控制系统设计[D];哈尔滨工业大学;2010年

2 朱俊;移动机器人路径规划及其控制策略的研究[D];西南大学;2010年

3 王友胜;FastSLAM2.0控制算法与PGR导航法则结合应用的可行性研究[D];大连交通大学;2010年

4 虞杨阳;基于模糊PID控制技术的移动机器人研究[D];中北大学;2011年

5 宋颖丽;基于行为的移动机器人局部路径规划方法研究[D];山东理工大学;2011年

6 刘兴杰;基于空间四杆机构的灵巧移动平台研究[D];北京交通大学;2007年

7 肖兵球;基于旋转电弧的焊缝跟踪移动机器人的研究[D];湘潭大学;2010年

8 王振士;基于ARM和μC/OS-II的移动机器人控制系统设计和路径规划研究[D];南京航空航天大学;2010年

9 崔峰;基于GPS/GIS/GSM的移动机器人定位技术研究[D];河北工业大学;2004年

10 高柏宏;智能移动机器人视觉处理及路径跟踪方法研究[D];东北大学;2008年

本文编号：2754680