阶梯攀爬机器人结构及控制方案设计

发布时间：2018-12-10 21:31

【摘要】：针对阶梯攀爬机器人工作过程中的楼梯攀爬及避障问题,对阶梯攀爬机器人机械结构、机器人阶梯攀爬方式、差速驱动方式下机器人运动方程进行了分析,对阶梯攀爬机器人行驶过程中障碍物检测、避障控制策略进行了研究;基于模糊控制原理,建立了阶梯攀爬机器人模糊避障规则,提出了一种基于MC9S12XS128单片机以及超声波传感器的阶梯攀爬机器人障碍物检测、避障及楼梯攀爬控制系统,并利用所研制的阶梯攀爬机器人样机进行了机器人避障、楼梯攀爬测试。测试结果表明,基于变形轮与行星轮相结合的阶梯攀爬机器人机构可以实现阶梯攀爬机器人避障及攀爬楼梯的功能,控制系统可以准确、迅速判断障碍物以及楼梯所处位置,并依据所建立模糊避障规则完成避障及楼梯攀爬任务。
[Abstract]:Aiming at the problems of stair climbing and obstacle avoidance in the working process of step climbing robot, the mechanical structure of step climbing robot, the ladder climbing mode of robot and the kinematic equation of robot under differential speed drive are analyzed. Obstacle detection and obstacle avoidance control strategy of ladder climbing robot are studied. Based on the principle of fuzzy control, the fuzzy obstacle avoidance rule of ladder climbing robot is established, and a step climbing robot obstacle detection, obstacle avoidance and staircase climbing control system based on MC9S12XS128 single chip computer and ultrasonic sensor is proposed. The ladder climbing robot prototype is used to avoid obstacles and climb stairs. The test results show that the ladder climbing robot mechanism based on the combination of deformable wheel and planetary wheel can achieve the function of step climbing robot avoiding obstacles and climbing stairs, and the control system can accurately and rapidly judge the position of obstacles and stair. And according to the established fuzzy obstacle avoidance rules to complete obstacle avoidance and stairs climbing task.
【作者单位】： 兰州理工大学机电工程学院;
【基金】：兰州市科技局重点创新项目(2014-2-25)
【分类号】：TH122;;TP242.6

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本文编号：2371225