本文關(guān)鍵詞：移動Schatz機(jī)構(gòu)的理論與實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,對其的研究不斷深入,設(shè)計(jì)新概念移動機(jī)器人成為機(jī)器人學(xué)的新的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的機(jī)器人移動裝置主要有基于輪式結(jié)構(gòu)的移動裝置、基于履帶式機(jī)構(gòu)的移動裝置和基于腿式機(jī)構(gòu)的移動裝置等,其先天的結(jié)構(gòu)特性決定了其在復(fù)雜的地面環(huán)境中的適應(yīng)能力有限。除了傳統(tǒng)的移動裝置,現(xiàn)在還有很多新型移動機(jī)器,其移動裝置組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎,如球形機(jī)器人、蛇形機(jī)器人和自重構(gòu)機(jī)器人等。 本文研究的是移動Schatz機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)為經(jīng)典的6R機(jī)構(gòu),由于桿長和轉(zhuǎn)動副軸線的空間位置滿足特殊條件,其桿件可進(jìn)行翻滾運(yùn)動。從其運(yùn)動特點(diǎn)出發(fā),綜合桿件的外形設(shè)計(jì),簡化移動機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)出新型移動機(jī)構(gòu)。 首先,基于Schatz機(jī)構(gòu),提出爬行Schatz機(jī)構(gòu)方案。根據(jù)Schatz機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性,考慮地面移動的功能需求,提出爬行Schatz機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案,該移動機(jī)構(gòu)在單一動力機(jī)的驅(qū)動下可以在地面爬行并自由改變移動方向。設(shè)計(jì)制作兩代樣機(jī),通過樣機(jī)實(shí)驗(yàn)總結(jié)分析出其移動規(guī)律,制定了轉(zhuǎn)向控制策略與方法。 其次,提出步行Schatz機(jī)構(gòu)方案。該機(jī)構(gòu)可同樣在單一動力機(jī)的驅(qū)動下可以在地面進(jìn)行爬行并控制移動方向,其移動軌跡可進(jìn)行定制和設(shè)計(jì),具有完成點(diǎn)對點(diǎn)移動的能力。 繼而,提出將兩個Schatz機(jī)構(gòu)組合成移動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案,該類機(jī)構(gòu)均可以在兩個電機(jī)的驅(qū)動下在地面進(jìn)行自由移動。分別設(shè)計(jì)制作了兩臺樣機(jī),進(jìn)行了物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)。 最后,討論了各行各業(yè)應(yīng)用機(jī)器人代替人工的必要性,分析了基于閉鏈連桿機(jī)構(gòu)的機(jī)器人的潛在應(yīng)用方式和領(lǐng)域。 本文的研究為開發(fā)新型移動機(jī)構(gòu)提供了理論基礎(chǔ)和應(yīng)用方案實(shí)例。
【關(guān)鍵詞】：空間連桿機(jī)構(gòu) 爬行機(jī)構(gòu) 步行機(jī)構(gòu) Schatz機(jī)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP242;TH112
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1. 緒論11-21
• 1.1. 引言11-12
• 1.2. 空間閉鏈連桿機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3. 基于空間閉鏈連桿機(jī)構(gòu)的移動機(jī)器人的研究現(xiàn)狀13-19
• 1.4. 本文研究意義及主要研究內(nèi)容19-20
• 1.4.1. 本文主要研究工作19
• 1.4.2. 章節(jié)內(nèi)容安排19-20
• 1.5. 本章小結(jié)20-21
• 2. 爬行Schatz機(jī)構(gòu)21-41
• 2.1. 構(gòu)型方案與移動機(jī)理21-25
• 2.1.1. 構(gòu)型方案21-23
• 2.1.2. 移動機(jī)理23-25
• 2.2. 虛擬樣機(jī)實(shí)驗(yàn)研究25-31
• 2.2.1. 理想場地仿真實(shí)驗(yàn)25-26
• 2.2.2. 真實(shí)場地仿真實(shí)驗(yàn)26-28
• 2.2.3. 真實(shí)場地控制策略28-30
• 2.2.4. 爬行Schatz機(jī)構(gòu)移動仿真實(shí)例30-31
• 2.3. 控制系統(tǒng)31-33
• 2.3.1. 硬件系統(tǒng)31-32
• 2.3.2. 軟件系統(tǒng)32
• 2.3.3. 控制系統(tǒng)搭建32-33
• 2.4. 物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)研究33-39
• 2.4.1. 理想場地實(shí)驗(yàn)33-35
• 2.4.2. 真實(shí)場地實(shí)驗(yàn)35-37
• 2.4.3. 爬行Schatz機(jī)構(gòu)移動實(shí)例37-39
• 2.5. 本章小結(jié)39-41
• 3. 步行Schatz機(jī)構(gòu)41-55
• 3.1. 構(gòu)型方案與移動機(jī)理41-43
• 3.1.1. 構(gòu)型方案41
• 3.1.2. 移動機(jī)理41-43
• 3.2. 仿真分析43-46
• 3.2.1. 直線行進(jìn)步態(tài)44
• 3.2.2. 轉(zhuǎn)向步態(tài)44-46
• 3.3. 控制策略46-48
• 3.4. 控制實(shí)例48-49
• 3.5. 物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)研究49-52
• 3.5.1. 步行Schatz機(jī)構(gòu)物理樣機(jī)49-50
• 3.5.2. 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)50-52
• 3.6. 移動路徑變參數(shù)設(shè)計(jì)52-54
• 3.6.1. 變參數(shù)設(shè)計(jì)分析52-53
• 3.6.2. 變參數(shù)設(shè)計(jì)方案53
• 3.6.3. 變參數(shù)設(shè)計(jì)后的方案總結(jié)53-54
• 3.7. 本章總結(jié)54-55
• 4. 組合Schatz機(jī)構(gòu)55-69
• 4.1. 非共線同速鏡面對稱組合55-63
• 4.1.1. 移動機(jī)理56
• 4.1.2. 虛擬樣機(jī)實(shí)驗(yàn)研究56-58
• 4.1.3. 控制方法與策略58-60
• 4.1.4. 仿真移動實(shí)例60-62
• 4.1.5. 實(shí)物樣機(jī)62-63
• 4.2. 共線同速鏡面對稱組合方案63-68
• 4.2.1. 移動機(jī)理63-64
• 4.2.2. 虛擬樣機(jī)實(shí)驗(yàn)研究64-65
• 4.2.3. 控制方法與策略65-67
• 4.2.4. 仿真控制實(shí)例67-68
• 4.3. 本章總結(jié)68-69
• 5. 結(jié)論69-73
• 5.1. 全文總結(jié)69
• 5.2. 移動機(jī)構(gòu)應(yīng)用69-72
• 5.2.1. 應(yīng)用分析69-71
• 5.2.2. 應(yīng)用方案論證71-72
• 5.3. 研究展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果79-83
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 苗志懷;姚燕安;田耀斌;;4U平行四邊形機(jī)構(gòu)的一類新用途——整體設(shè)計(jì)為兩足步行機(jī)構(gòu)[J];機(jī)器人;2011年04期

2 郝艷玲;劉長煥;謝基龍;姚燕安;;一種空間正交四邊形滾動機(jī)器人[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2012年06期

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本文編號：1115366