發(fā)布時間：2018-07-28 07:03

【摘要】：機器人作為引領(lǐng)智能制造的典型代表和推動新工業(yè)革命的關(guān)鍵,在全球新一輪工業(yè)革命來襲的浪潮下,受到了全世界的高度關(guān)注,服務(wù)機器人作為我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要突破口,已成為今后我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢。本課題結(jié)合我國服務(wù)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀,提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、造價低廉、運行平穩(wěn)的智能階梯攀爬服務(wù)機器人,為在未安裝電梯樓層和階梯環(huán)境下貨物運輸問題提供了有效的解決方案。本文主要研究了階梯攀爬機器人機械結(jié)構(gòu)和越障運動中的一些關(guān)鍵問題,其中包括機器人機械系統(tǒng)和變形輪機構(gòu)的分析和運動仿真,機器人越障及運動穩(wěn)定性研究,虛擬樣機試驗以及物理樣機試驗等。具體內(nèi)容如下:首先,介紹了機器人的功能模塊、傳動系統(tǒng)、驅(qū)動方式、車輪配置以及機器人關(guān)鍵機械機構(gòu)和總體布局等,并在Creo Parametric和ANSYS仿真平臺下對可變形輪行走機構(gòu)分別進行了變形運動和靜力學(xué)仿真分析,同時對機器人在不同環(huán)境下的兩種運動模式即輪式運動模式和腿式運動模式進行了分析研究。其次,對機器人所處的障礙地形進行了提取和簡化,研究了機器人成功越障時所需的幾何條件和受力條件,并在此基礎(chǔ)上對機器人在典型地形中越障運動進行了分析,得出了機器人的越障動力學(xué)模型、爬坡能力以及臨界穩(wěn)定角。最后,以虛擬樣機技術(shù)為基礎(chǔ),利用ADAMS仿真平臺完成了機器人在三種典型障礙環(huán)境下的運動仿真,同時制作了階梯攀爬機器人物理樣機,利用樣機試驗對機器人性能進行了測試。通過虛擬樣機試驗和物理樣機試驗對設(shè)計方案和機器人實際性能進行了驗證,結(jié)果表明,基于可變形車輪結(jié)構(gòu)的階梯攀爬機器人具有良好的越障性能和運動穩(wěn)定性,能夠很好地實現(xiàn)預(yù)期的基本越障功能,同時也為機器人優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:As the typical representative of leading intelligent manufacturing and the key to promote the new industrial revolution, robot has been highly concerned by the whole world under the new wave of the global industrial revolution. As an important breakthrough in the development of China's robot industry, service robot has become a new trend in the future development of our country's robot industry. Based on the development of service robot in China, this paper presents an intelligent ladder climbing service robot with simple structure, easy control, low cost and stable operation. It provides an effective solution to the freight transportation problem in the uninstalled elevator floor and ladder environment. This paper mainly studies some key problems in the mechanical structure and obstacle movement of ladder climbing robot, including the analysis and motion simulation of robot mechanical system and deformable wheel mechanism, and the research on the obstacle surmounting and motion stability of robot. Virtual prototype test and physical prototype test. The main contents are as follows: firstly, the function module, transmission system, driving mode, wheel configuration, key mechanical mechanism and overall layout of the robot are introduced. The deformation motion and statics analysis of the deformable wheel walking mechanism are carried out under the Creo Parametric and ANSYS simulation platform, respectively. At the same time, the two motion modes of robot in different environments, wheeled motion mode and leg motion mode, are analyzed and studied. Secondly, the obstacle terrain in which the robot is located is extracted and simplified, and the geometric and mechanical conditions required for the robot to successfully cross the obstacle are studied, and on this basis, the movement of the robot in the typical terrain is analyzed. The dynamic model, climbing ability and critical stability angle of the robot are obtained. Finally, based on the virtual prototyping technology, the motion simulation of the robot in three typical obstacle environments is completed by using the ADAMS simulation platform. At the same time, the physical prototype of the ladder climbing robot is made. The performance of the robot was tested by prototype test. The design scheme and the actual performance of the robot are verified by virtual prototype test and physical prototype test. The results show that the ladder climbing robot based on deformable wheel structure has good performance of obstacle surmounting and motion stability. It can achieve the expected basic obstacle function and provide the theoretical basis for the optimal design of the robot.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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本文編號：2149287