當(dāng)今自然和人為災(zāi)害頻發(fā),救援環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜,僅靠人工進(jìn)行救援遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足救援需求,高效、可靠的救援機(jī)器人是最佳的輔助救援設(shè)備,不僅可提高救援效率也可降低救援人員的風(fēng)險(xiǎn)。綜合國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,本文提出一種4+1輪腿混合式救援機(jī)器人,該機(jī)器人具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、承載力大和工作空間大等優(yōu)點(diǎn)。首先,對(duì)機(jī)器人的構(gòu)型進(jìn)行整體分析,利用G-K公式證明結(jié)構(gòu)的合理性。分析了單腿和輔助工作臂的正、逆運(yùn)行學(xué)模型,計(jì)算出各部件末端的笛卡爾坐標(biāo)與各關(guān)節(jié)位移的關(guān)系矩陣,并通過(guò)SIMULINK進(jìn)行仿真驗(yàn)證同時(shí)結(jié)合仿真發(fā)和數(shù)值法對(duì)工作空間進(jìn)行了繪制和分析,并以單腿為例進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析,得到關(guān)節(jié)力矩和末端角速度角加速度的關(guān)系表達(dá)式。其次,具體研究了救援機(jī)器人單腿的足端軌跡規(guī)劃問(wèn)題,分析了軌跡規(guī)劃方法,比較各方法優(yōu)劣得出采用多段高次曲線(xiàn)擬合的方法并結(jié)合本文設(shè)計(jì)的單腿結(jié)構(gòu)進(jìn)行了4-4-5分段軌跡設(shè)計(jì),同時(shí)設(shè)計(jì)了軌跡優(yōu)化問(wèn)題,并采用了改進(jìn)的果蠅算法進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)果蠅算法進(jìn)行了步長(zhǎng)和解生成方法的改進(jìn)并進(jìn)行了MATLAB仿真對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果表明改進(jìn)后的果蠅算法優(yōu)化結(jié)果要明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)算法,同時(shí)也驗(yàn)證了軌跡優(yōu)化模型的正確性。最后對(duì)... 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 救援機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 救援機(jī)器人國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 救援機(jī)器人國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 輪腿式機(jī)器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
        1.3.1 輪腿式機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.3.2 輪腿式機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 輪腿式救援機(jī)器人構(gòu)型與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    2.1 輪腿式機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計(jì)與分析
        2.1.1 輪腿式機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計(jì)
        2.1.2 輪腿式機(jī)器人構(gòu)型分析
    2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        2.2.1 單腿正運(yùn)動(dòng)學(xué)
        2.2.2 單腿正運(yùn)動(dòng)學(xué)MATLAB-Simulink仿真驗(yàn)證
        2.2.3 單腿逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        2.2.4 輔助工作機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        2.2.5 單腿與工作臂工作空間
    2.3 動(dòng)力學(xué)分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 改進(jìn)果蠅算法的足端軌跡規(guī)劃
    3.1 軌跡規(guī)劃方法
    3.2 足端軌跡規(guī)劃
        3.2.1 軌跡規(guī)劃模型
        3.2.2 分段多項(xiàng)式軌跡設(shè)計(jì)
    3.3 基于果蠅算法的軌跡優(yōu)化
        3.3.1 時(shí)間最優(yōu)軌跡優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)與約束條件
        3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)果蠅算法
        3.3.3 FOA改進(jìn)
        3.3.4 軌跡優(yōu)化算法設(shè)計(jì)
    3.4 足端軌跡規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)與分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 輪腿式救援機(jī)器人步態(tài)設(shè)計(jì)與仿真
    4.1 基于穩(wěn)定裕度的靜步態(tài)設(shè)計(jì)
        4.1.1 多足機(jī)器人的穩(wěn)定性
        4.1.2 四足機(jī)器人靜態(tài)步態(tài)
        4.1.3 基于穩(wěn)定裕度的靜態(tài)步態(tài)分析
    4.2 輪式移動(dòng)方式分析及輪腿切換策略
        4.2.1 輪腿模式切換策略
        4.2.2 輪行模式分析
    4.3 “4+1”越障方式研究與設(shè)計(jì)
    4.4 步態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 ADAMS仿真模型
        4.4.2 步態(tài)仿真及分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]修正濃度與適應(yīng)步長(zhǎng)的果蠅優(yōu)化算法[J]. 信成濤,鄒海.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(07)
[2]機(jī)器人在福島核事故中的應(yīng)用和啟示[J]. 陳法國(guó),楊明明,韓毅,李國(guó)棟.  輻射防護(hù). 2018(04)
[3]四足機(jī)器人靜步態(tài)連續(xù)行走策略[J]. 劉明敏,徐方.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(07)
[4]基于混合插值的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃算法[J]. 韓江,谷濤濤,夏鏈,董方方.  中國(guó)機(jī)械工程. 2018(12)
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[6]動(dòng)態(tài)搜索協(xié)同進(jìn)化的果蠅優(yōu)化算法[J]. 張水平,陳陽(yáng),丁小軍.  小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2018(01)
[7]果蠅優(yōu)化算法研究綜述[J]. 李少波,趙輝,張成龍,鄭凱.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(01)
[8]工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)目標(biāo)軌跡規(guī)劃仿真研究[J]. 周樂(lè)天,姜文剛.  計(jì)算機(jī)仿真. 2017(05)
[9]果蠅優(yōu)化算法研究綜述[J]. 王林,呂盛祥,曾宇容.  控制與決策. 2017(07)
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博士論文
[1]礦用救援機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉建.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014
[2]多運(yùn)動(dòng)模式輪腿移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與研究[D]. 宋孟軍.河北工業(yè)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]3-PUU輪腿式移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能研究[D]. 苗智英.中北大學(xué) 2018
[2]小型可變形式輪腿機(jī)器人系統(tǒng)的研究[D]. 管貴森.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]救援機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化及其運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究[D]. 寇彥蕓.山東大學(xué) 2017
[4]輪腿混合式救援機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能研究[D]. 張玉翔.燕山大學(xué) 2017
[5]基于機(jī)器視覺(jué)的自主式救援機(jī)器人的研究[D]. 周鵬程.東南大學(xué) 2016
[6]煤礦救援機(jī)器人地圖構(gòu)建與路徑規(guī)劃研究[D]. 程新景.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[7]四足機(jī)器人越障自由步態(tài)規(guī)劃與控制研究[D]. 劉冠初.電子科技大學(xué) 2015
[8]救援機(jī)器人的機(jī)械手和避障系統(tǒng)研究與實(shí)驗(yàn)[D]. 王嘉凌.上海交通大學(xué) 2014



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