隨著人們對葡萄需求量的日益增多,我國葡萄的種植面積也呈逐年擴(kuò)大趨勢。葡萄園植保設(shè)備是葡萄噴霧施藥的方式之一,我國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。本文研究對象─履帶式機(jī)器人采用的是雙直流電機(jī)驅(qū)動行進(jìn)和雙電機(jī)差速轉(zhuǎn)向運(yùn)動方式。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)動原理、轉(zhuǎn)速測量原理,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)行仿真測試。最后采用雙直流電機(jī)驅(qū)動行進(jìn)的控制方式,在Simulink中建立雙電機(jī)驅(qū)動行進(jìn)的控制算法模型,并通過dSPACE半實(shí)物控制開發(fā)平臺對機(jī)器人行進(jìn)運(yùn)動控制進(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... 

【文章來源】：濟(jì)南大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Talon機(jī)器人

美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家對履帶式機(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 Foster-Miller 公司研制的 Talon 機(jī)器人是一款用于反恐斗爭的履帶式移動機(jī)器人，如圖 1.1 所示。該機(jī)器人通過遠(yuǎn)程操作的方式可以用于軍事偵察和軍事戰(zhàn)斗，同時(shí)在移動機(jī)構(gòu)底盤上裝有具有夾持功能的機(jī)械手臂，可以代替人類從事危險(xiǎn)的清除簡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 IRobot 公司研制的。該機(jī)器人外型小巧精致，長 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 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，并提出了一種新開發(fā)的迭代接觸點(diǎn)估計(jì)方法，用于對可重構(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。最后實(shí)現(xiàn)機(jī)器人能夠針對不同的地形對四個(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[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)動控制系統(tǒng)的協(xié)同控制，進(jìn)氣系統(tǒng)主要是通過三個(gè)螺桿的運(yùn)動配合來收雪。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)】：
期刊論文
[1]橡膠履帶底盤的研究進(jìn)展[J]. 張拓,岳高峰,劉妤.  重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2018(05)
[2]直流電機(jī)驅(qū)動農(nóng)用履帶機(jī)器人軌跡跟蹤自適應(yīng)滑�？刂芠J]. 焦俊,陳靖,喬焰,王文周,王謨仕,辜麗川,李鄭濤.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(04)
[3]基于編碼器測速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)性能分析[J]. 陳思思,黃宣琳,黃永梅,唐濤.  國外電子測量技術(shù). 2017(11)
[4]工業(yè)機(jī)器人開放式控制系統(tǒng)研究綜述[J]. 呂冬冬,鄭松.  電氣自動化. 2017(01)
[5]一種M/T混合測速法的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 周昂揚(yáng),張志安,吳勇.  兵工自動化. 2017(01)
[6]電動背負(fù)式風(fēng)送噴霧器設(shè)計(jì)與作業(yè)性能試驗(yàn)[J]. 王士林,宋堅(jiān)利,何雄奎,李艷杰,凌云.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(21)
[7]拖拉機(jī)線控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙通道PID控制仿真與試驗(yàn)[J]. 魯植雄,龔佳慧,魯楊,刁秀永,程準(zhǔn),姜春霞,周晶.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(06)
[8]我國葡萄生產(chǎn)空間布局特征研究[J]. 穆維松,李程程,高陽,馮建英.  中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2016(02)
[9]農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 王儒敬,孫丙宇.  中國科學(xué)院院刊. 2015(06)
[10]不同PWM調(diào)制方式對無刷直流電機(jī)調(diào)速的影響[J]. 榮軍,李一鳴,萬軍華,張敏,陳曦.  微電機(jī). 2015(10)

博士論文
[1]履帶車輛雙電機(jī)耦合驅(qū)動技術(shù)研究[D]. 蓋江濤.湖南大學(xué) 2015

碩士論文
[1]履帶式農(nóng)業(yè)移動機(jī)器人自主跟隨控制系統(tǒng)研究[D]. 張鈞.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[2]針對履帶式移動平臺的運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 蔡婷.成都理工大學(xué) 2016
[3]履帶式排爆機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 袁浩釗.華南理工大學(xué) 2016
[4]PID控制器參數(shù)整定方法研究及其應(yīng)用[D]. 葉政.北京郵電大學(xué) 2016
[5]基于MEMS陀螺儀的飛行器動導(dǎo)數(shù)測試系統(tǒng)研究[D]. 賈國鵬.重慶大學(xué) 2015
[6]基于DSP的履帶式移動機(jī)器人設(shè)計(jì)[D]. 平鵬.南京理工大學(xué) 2013
[7]基于dSPACE永磁無刷直流電機(jī)控制策略研究[D]. 呼明亮.浙江大學(xué) 2012
[8]基于DSP的履帶式移動機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 徐宏貴.南京理工大學(xué) 2009



本文編號：3004625