糧食是戰(zhàn)略儲備物資,確保儲糧安全是我國一項需長期堅持的戰(zhàn)略任務(wù)。我國的糧食儲藏時間通常較長,為了防止蟲害和糧食變質(zhì),除了對糧食進行投藥熏蒸,一些糧庫還會采用低氧和高二氧化碳的環(huán)境進行儲糧,而這些環(huán)境因素都會危害到糧倉工作人員的人身安全。此外,由于糧食的顆粒流動特性,工作人員在糧倉糧面上行走容易下陷,需要在糧倉中間位置鋪設(shè)走道板以便工作人員入倉查看、取樣,而我國糧庫單倉容量較大,很難實現(xiàn)對糧倉的全面查看。為了保障工作人員的安全,彌補傳統(tǒng)人工查看模式存在的不足,設(shè)計一款在糧面巡視的機器人,為了確保機器人在糧面順暢自主的行走,控制系統(tǒng)的設(shè)計成了糧面巡視機器人的設(shè)計重點。根據(jù)糧堆的散粒體特性,機器人巡視系統(tǒng)選用履帶式機器人。為了保證糧面巡視履帶機器人在糧堆表面順暢自如地行走,考慮履帶底盤和車架的重量、結(jié)構(gòu)以及載重目標(biāo)等因素,確定履帶機器人的動力設(shè)計目標(biāo)。履帶底盤和車架重量50kg,尺寸1200?1000?600 mm,最大負(fù)載包括電池共100kg,最大爬坡角度30°以及滿載最大行駛速度1.0m/s。根據(jù)動力學(xué)目標(biāo),確定無刷直流電機的額定扭矩、額定功率。最后確定電機和動力電池的各項參數(shù)。根據(jù)選用...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究的背景與意義
    1.2 履帶式機器人研究現(xiàn)狀
    1.3 室內(nèi)無線定位技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
2 糧面巡視機器人控制系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.2 糧面巡視機器人驅(qū)動控制系統(tǒng)
    2.3 糧面巡視機器人定位系統(tǒng)
    2.4 糧面巡視機器人避障系統(tǒng)
    2.5 本章小結(jié)
3 糧面巡視機器人驅(qū)動控制系統(tǒng)
    3.1 驅(qū)動控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
        3.1.1 電機配置
        3.1.2 電機驅(qū)動控制總體結(jié)構(gòu)
        3.1.3 電機驅(qū)動控制電路
    3.2 無刷直流電機控制算法
        3.2.1 無刷直流電機雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)
        3.2.2 PID調(diào)速原理
        3.2.3 數(shù)字PID控制
        3.2.4 PID整定
    3.3 差速控制系統(tǒng)的設(shè)計
        3.3.1 糧面巡視履帶機器人轉(zhuǎn)彎模型
        3.3.2 遙控信號
    3.4 本章小結(jié)
4 糧面巡視機器人定位系統(tǒng)
    4.1 超寬帶定位技術(shù)
        4.1.1 AOA定位技術(shù)
        4.1.2 TOA定位技術(shù)
        4.1.3 TDOA定位技術(shù)
    4.2 糧面巡視機器人定位系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及其軟件流程
        4.2.1 超寬帶模塊硬件結(jié)構(gòu)
        4.2.2 DW1000射頻芯片及其外圍電路
        4.2.3 無線通信模塊
        4.2.4 超寬帶測量數(shù)據(jù)的獲取與處理
    4.3 超寬帶經(jīng)典定位算法
        4.3.1 Chan氏定位算法
        4.3.2 Taylor算法
        4.3.3 算法的性能評價標(biāo)準(zhǔn)
        4.3.4 基本算法仿真及分析
    4.4 基于Chan氏與改進UKF混合定位算法
        4.4.1 UKF算法
        4.4.2 基于Chan氏與改進UKF混合定位算法
        4.4.3 算法測試及數(shù)據(jù)分析
    4.5 本章小結(jié)
5 避障系統(tǒng)以及上位機軟件的設(shè)計
    5.1 避障系統(tǒng)
        5.1.1 激光雷達掃描數(shù)據(jù)的獲取與處理
        5.1.2 自主避障的實現(xiàn)
    5.2 上位機軟件
        5.2.1 上位機界面
        5.2.2 糧面巡視機器人與上位機軟件的通信協(xié)議
    5.3 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)實驗測試
    6.1 糧面巡視履帶機器人定位系統(tǒng)測試
        6.1.1 單個靜態(tài)點精度測試
        6.1.2 移動軌跡定位測試
    6.2 糧面巡視履帶機器人自主運動測試
        6.2.1 達到目標(biāo)點位精度測試
        6.2.2 自主運動定點精度測試
    6.3 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷



本文編號：3807012