本文選題：構(gòu)型重組 + 四桿運動單元　； 參考：《山東科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：當(dāng)前機器人技術(shù)備受關(guān)注,機器人的移動性能要求也越來越高,能夠自主越障的移動機器人成為研究的熱點。然而,目前的移動越障機器人難以跨越臺階尺寸不同的樓梯障礙。因此,本文提出一種基于多組連桿機構(gòu)的能夠跨越多種尺寸樓梯障礙的輪式越障機器人。本文在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,深入分析對比現(xiàn)有的中小型移動越障機器人移動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成以及越障特點,提出利用機構(gòu)基本運動單元重組構(gòu)型的方法,構(gòu)造移動懸架機構(gòu),綜合考慮樓梯地形的特點和輪式移動機構(gòu)的優(yōu)勢,設(shè)計了一種被動式可攀爬樓梯的輪式越障機器人。本文以可攀爬樓梯的越障機器人為研究對象,利用機構(gòu)分析解析法建立四桿運動單元的末端軌跡方程,運用單變量設(shè)計研究的方法研究其軌跡。建立機器人虛擬樣機模型,將機器人爬樓過程在SolidWorks軟件Motion插件中進行運動學(xué)仿真,分析機器人樓梯通過性的幾何約束條件,并以平順性和低能耗為優(yōu)化目標(biāo),利用ADAMS軟件對機器人進行多目標(biāo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,確定四桿運動單元越障的最優(yōu)桿長組合和安裝尺寸。建立越障機器人平坦地面差速轉(zhuǎn)向運動學(xué)和三維空間姿態(tài)運動學(xué)模型,為機器人運動軌跡跟蹤控制、空間定位和合理路徑規(guī)劃提供依據(jù);對越障機器人的爬樓過程進行動力學(xué)建模分析,結(jié)合動力學(xué)仿真,分析機器人樓梯越障的影響因素。分析越障機器人的運動性能,如凸起輪廓通過性、斜坡靜態(tài)穩(wěn)定性、溝壕跨越能力,綜合評價機器人的越障能力。裝配被動式可攀爬樓梯的輪式越障機器人的樣機模型,通過復(fù)雜地形的試驗,驗證了本文提出的越障機器人具備良好的移動越障性能。本文研究的爬樓越障機器人為提高移動機器人的攀爬與越障能力提供了一種新的研究思路與方法,具有較好的理論意義與實際應(yīng)用價值。
[Abstract]:At present, the robot technology is paid more attention to, and the requirement of robot mobile performance is more and more high. The mobile robot which can overcome the obstacle on its own has become the hot spot of the research. However, it is difficult for the mobile obstacle robot to cross the stair obstacle with different step size. Therefore, this paper presents a wheeled obstacle robot based on multi-group linkage mechanism which can cross various stair obstacles. On the basis of literature review, this paper deeply analyzes and compares the structure and characteristics of the mobile system of small and medium sized mobile obstacle crossing robot, and puts forward a method of reconstructing the mobile suspension mechanism by using the basic kinematic unit of the mechanism. Considering the characteristics of stair terrain and the advantages of wheeled moving mechanism, a passive wheeled robot for climbing stairs is designed. In this paper, a climbing stair climbing robot is used as the research object. The end trajectory equation of the four-bar motion unit is established by using the mechanism analysis and analytical method, and the trajectory is studied by the single variable design method. The robot virtual prototype model is established, and the robot climbing process is simulated in the SolidWorks software Motion plug-in. The geometric constraints of the robot staircase passing are analyzed, and the optimization targets are ride comfort and low energy consumption. The ADAMS software is used to optimize the multi-objective structure of the robot and to determine the optimal combination of rod length and installation size of the four-bar motion unit. The kinematics model of differential steering on flat ground and three dimensional attitude kinematics model of obstacle crossing robot are established, which can provide the basis for tracking control, space location and reasonable path planning of robot. The dynamic modeling and analysis of the climbing process of obstacle crossing robot are carried out, and the influence factors of robot staircase obstacle surmounting are analyzed with dynamic simulation. The kinematic performance of obstacle crossing robot is analyzed, such as protruding contour, slope static stability, ditch and trench crossing ability, and synthetically evaluating the robot's obstacle surmounting ability. The prototype model of wheeled obstacle robot equipped with passive climbing stairs is verified by experiments of complex terrain. The proposed robot has a good performance of moving obstacle. The building climbing obstacle robot studied in this paper provides a new research idea and method for improving the climbing and surmounting ability of mobile robot, which has good theoretical significance and practical application value.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1980414