隨著人們對(duì)葡萄需求量的日益增多,我國(guó)葡萄的種植面積也呈逐年擴(kuò)大趨勢(shì)。葡萄園植保設(shè)備是葡萄噴霧施藥的方式之一,我國(guó)葡萄園多以壟行方式種植,其壟行地面的凹凸情況、土壤干濕狀況等因素復(fù)雜多變,普通的輪式、腿式機(jī)器人不易進(jìn)入到這種環(huán)境中進(jìn)行作業(yè),而履帶式機(jī)器人具有較寬的支撐面積、較小的接地壓強(qiáng)、良好的通過(guò)性等特點(diǎn),適合在非結(jié)構(gòu)化的葡萄園中進(jìn)行行駛作業(yè)。履帶式機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主行駛作業(yè)的基礎(chǔ)和前提是行走、轉(zhuǎn)向精確可控。本文研究對(duì)象─履帶式機(jī)器人采用的是雙直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)行進(jìn)和雙電機(jī)差速轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)方式。在履帶式機(jī)器人行進(jìn)速度控制方面,首先研究了直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理、轉(zhuǎn)速測(cè)量原理,采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制方法,設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)速PID控制器。然后建立了基于Simulink的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模型,并對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性及PID的參數(shù)調(diào)節(jié)進(jìn)行仿真測(cè)試。最后采用雙直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)行進(jìn)的控制方式,在Simulink中建立雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)行進(jìn)的控制算法模型,并通過(guò)dSPACE半實(shí)物控制開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)機(jī)器人行進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行實(shí)際調(diào)試,確保了前進(jìn)速度的穩(wěn)定性和雙電機(jī)速度的同步性。在履帶式機(jī)器人轉(zhuǎn)向控制方面,首先研究了履帶式機(jī)器人的基本轉(zhuǎn)向控制原理... 

【文章來(lái)源】：濟(jì)南大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Talon機(jī)器人

美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)履帶式機(jī)器人技術(shù)的研究較早，目前已取得了可喜的研究成果。美國(guó) Foster-Miller 公司研制的 Talon 機(jī)器人是一款用于反恐斗爭(zhēng)的履帶式移動(dòng)機(jī)器人，如圖 1.1 所示。該機(jī)器人通過(guò)遠(yuǎn)程操作的方式可以用于軍事偵察和軍事戰(zhàn)斗，同時(shí)在移動(dòng)機(jī)構(gòu)底盤(pán)上裝有具有夾持功能的機(jī)械手臂，可以代替人類(lèi)從事危險(xiǎn)的清除簡(jiǎn)易爆炸裝置和排雷任務(wù)。為了提高該機(jī)器人的轉(zhuǎn)向性能，研發(fā)人員在進(jìn)行移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)在兩履帶輪之間設(shè)計(jì)了一個(gè)小型的承重輪，該承重輪既可以用于分擔(dān)機(jī)器人的負(fù)載量，又可以用于調(diào)整機(jī)器人的重心，從而減少轉(zhuǎn)向時(shí)履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力，提高轉(zhuǎn)向性能[13]。如圖 1.2 所示，PackBot 機(jī)器人是美國(guó) IRobot 公司研制的。該機(jī)器人外型小巧精致，長(zhǎng) 0.87 m，寬 0.51 m，高 0.18 m，重 18 kg，它的最大時(shí)速可達(dá) 14 公里，每次充電后行駛距離能超過(guò) 13 km，同時(shí)涉水深度可達(dá) 3 m。PackBot 使用坦克履帶行走，能夠行走在凹凸不平的復(fù)雜地形中，同時(shí)裝有攝像頭，操作者可以對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制從而完成任務(wù)偵察、野外搜救、搬運(yùn)等任務(wù)[14]。

圖 1.3 OCTOPUS 四臂六履帶機(jī)器人 圖 1.4 Telerob Telemax 機(jī)器人如圖 1.4 所示，是德國(guó)弗勞恩霍夫研究所研制的 Telerob Telemax 機(jī)器人。該機(jī)器人是一款根據(jù)運(yùn)動(dòng)環(huán)境可實(shí)現(xiàn)自主重構(gòu)的四履帶機(jī)器人。為了使機(jī)器人能夠適應(yīng)非結(jié)構(gòu)化的戶外環(huán)境，研究者重點(diǎn)對(duì)機(jī)器人與地形之間的相互作用關(guān)系進(jìn)行了研究，構(gòu)建出機(jī)器人與地形之間的相互作用模型，并提出了一種新開(kāi)發(fā)的迭代接觸點(diǎn)估計(jì)方法，用于對(duì)可重構(gòu)機(jī)器人的靜態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行估計(jì)，然后根據(jù)相互作用模型確定機(jī)器人和地形之間的接觸點(diǎn)，便于隨后的靜態(tài)穩(wěn)定性預(yù)測(cè)。最后實(shí)現(xiàn)機(jī)器人能夠針對(duì)不同的地形對(duì)四個(gè)履帶進(jìn)行重組，以完成機(jī)器人在不同地形上的運(yùn)動(dòng)[16]。日本山形大學(xué)機(jī)械系統(tǒng)工程學(xué)院的 ErnestoRivas 等人研發(fā)了一種小型履帶式掃雪機(jī)器人。該機(jī)器人為一種小型輕便式的機(jī)器人，主要用于較小區(qū)域內(nèi)（小于 30 m2）的除雪任務(wù)。其控制系統(tǒng)主要包括進(jìn)氣系統(tǒng)、履帶運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)四個(gè)系統(tǒng)，其中重點(diǎn)研究了進(jìn)氣系統(tǒng)及其與履帶運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的協(xié)同控制，進(jìn)氣系統(tǒng)主要是通過(guò)三個(gè)螺桿的運(yùn)動(dòng)配合來(lái)收雪。同時(shí)為了使機(jī)器人能夠在不同的雪況下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的自

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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