本文關鍵詞：履帶式欠驅動變形移動機器人機構研究

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【摘要】：移動機器人因其對環(huán)境良好的適應能力,已廣泛應用于太空、軍事和災害救援等多個領域。欠驅動機構具有獨特的靈活性,應用于移動機器人的行走機構中,能夠增強移動機器人對地面環(huán)境的適應能力。本課題源自國家863項目(2012AA041508)“地面自適應災害現(xiàn)場信息采集機器人”,基于變形履帶式與行星輪式欠驅動原理,研究了移動機器人行走機構,設計了具有良好地面環(huán)境適應能力的移動機器人平臺。本文的主要工作和取得的創(chuàng)新成果如下:1.整理了欠驅動機構的研究現(xiàn)狀,進行了其機理的分類,基于顏式機構設計法對連桿式的欠驅動機構進行了構型方法研究;2.基于行星輪式的欠驅動原理,結合變形履帶機構,提出一種欠驅動履帶式變形行走機構,并完成欠驅動變形機器人平臺的傳動方案設計和機構設計;3.歸納了機器人的變形行走機構的各個桿件參數(shù)特性,分析了行走機構各桿件間的運動關系,建立了其行走機構的履帶長度模型,以保證履帶長度不變?yōu)槟繕藢U件參數(shù)進行優(yōu)化,并使用MATLAB對優(yōu)化結果進行了仿真驗證。4.研究了機器人平臺的越障性能,分析其在斜坡、凸臺等路面條件上的通過條件;采用RecurDyn軟件建立了仿真模型,并對平面、斜坡、溝槽的運動能力進行了仿真驗證。
【關鍵詞】：移動機器人 欠驅動機構 參數(shù)優(yōu)化 履帶式 RecurDyn仿真
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題研究的背景9-10
• 1.2 欠驅動機構的國內外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 欠驅動的概念10
• 1.2.2 欠驅動機構的國內外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 欠驅動移動機器人的國內外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 欠驅動移動機器人研究存在的問題15
• 1.5 欠驅動移動機器人研究的意義15
• 1.6 本文的主要研究內容15-17
• 第二章 履帶式欠驅動變形移動機器人的構型設計17-37
• 2.1 引言17
• 2.2 欠驅動機構的分類研究17-20
• 2.2.1 腱繩式機構17-18
• 2.2.2 連桿式機構18
• 2.2.3 行星輪機構18-19
• 2.2.4 齒輪齒條式機構19
• 2.2.5 復合履帶式機構19-20
• 2.3 欠驅動機構的構型方法研究20-23
• 2.3.1 欠驅動機構運動鏈的抽象20-21
• 2.3.2 基于增加構件方式的構型方法研究21-22
• 2.3.3 基于運動鏈重分配的構型方法研究22-23
• 2.4 履帶式欠驅動變形移動機器人平臺的概念設計23-25
• 2.4.1 機器人驅動方式分析23-24
• 2.4.2 機器人的行走方式分析24-25
• 2.5 履帶式欠驅動變形移動機器人平臺的傳動設計25-29
• 2.5.1 欠驅動機器人平臺的傳動方案25-26
• 2.5.2 機器人平臺傳動方案的對比分析26-28
• 2.5.3 機器人各級傳動比的確定28-29
• 2.6 履帶式欠驅動變形移動機器人平臺的機構設計29-36
• 2.6.1 欠驅動機器人平臺的組成30-31
• 2.6.2 本體機構設計31-32
• 2.6.3 差動齒輪分動力機構設計32-33
• 2.6.4 履帶式變形行走機構設計33-35
• 2.6.5 輔助越障機構設計35-36
• 2.7 本章小結36-37
• 第三章 履帶式欠驅動移動機器人的變形行走機構優(yōu)化37-55
• 3.1 引言37
• 3.2 履帶式變形行走機構分析37-39
• 3.2.1 履帶式變形行走機構組成37-38
• 3.2.2 履帶式變形行走機構的欠驅動原理38-39
• 3.3 履帶式變形行走機構參數(shù)研究39-51
• 3.3.1 履帶式變形行走機構的局部坐標系建立39-41
• 3.3.2 履帶式變形行走機構的內部桿件運動關系41-45
• 3.3.3 履帶式變形行走機構履帶長度模型建立45-51
• 3.4 履帶式變形行走機構參數(shù)優(yōu)化設計51-53
• 3.4.1 目標方程51
• 3.4.2 約束條件51-52
• 3.4.3 優(yōu)化程序設計52-53
• 3.4.4 優(yōu)化結果53
• 3.5 本章小結53-55
• 第四章 履帶式欠驅動移動機器人平臺的分析與仿真55-69
• 4.1 引言55
• 4.2 欠驅動機器人平面運動的速度分析55-58
• 4.2.1 平面直線運動的速度分析55-57
• 4.2.2 平面轉彎運動的速度分析57-58
• 4.3 欠驅動機器人越障能力分析58-62
• 4.3.1 斜坡運動能力分析59-60
• 4.3.2 凸臺運動能力分析60-61
• 4.3.3 溝槽運動能力分析61-62
• 4.4 基于RecurDyn的機器人平臺的運動學仿真62-68
• 4.4.1 基于RecurDyn的仿真模型建立62-64
• 4.4.2 機器人模型平面運動仿真64-65
• 4.4.3 機器人模型斜坡運動仿真65-66
• 4.4.4 機器人模型溝槽運動仿真66-68
• 4.5 本章小節(jié)68-69
• 第五章 結論69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張霞;榮祖蘭;;欠驅動機器臂系統(tǒng)研究綜述[J];現(xiàn)代商貿工業(yè);2009年12期

2 王紅睿;田彥濤;;一類欠驅動系統(tǒng)的非線性輸出跟蹤控制[J];控制與決策;2011年06期

3 周祥龍,趙景波;欠驅動非線性控制方法綜述[J];工業(yè)儀表與自動化裝置;2004年05期

4 高丙團;陳宏鈞;張曉華;;欠驅動機械系統(tǒng)控制設計綜述[J];電機與控制學報;2006年05期

5 陳煒,余躍慶,張緒平;欠驅動機器人研究綜述[J];機械設計與研究;2005年04期

6 高丙團;陳宏鈞;;一類欠驅動機械系統(tǒng)的嵌套飽和控制[J];系統(tǒng)仿真學報;2009年05期

7 賴旭芝;張鎮(zhèn);吳敏;潘昌忠;;欠驅動三連桿機器人的混雜控制方法[J];中國科學:信息科學;2013年02期

8 何廣平,陸震,王鳳翔;平面三連桿欠驅動機械臂諧波函數(shù)控制方法[J];航空學報;2004年05期

9 高丙團;李軍遠;章嘯;;欠驅動旋轉雙擺系統(tǒng)的建模與仿真[J];計算機仿真;2010年11期

10 孫寧;方勇純;;一類欠驅動系統(tǒng)的控制方法綜述[J];智能系統(tǒng)學報;2011年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 戈新生;姜文超;;一類欠驅動旋轉擺的非線性控制[A];第八屆全國動力學與控制學術會議論文集[C];2008年

2 王芳;張洪華;;欠驅動剛性航天器旋轉軸穩(wěn)定研究[A];提高全民科學素質、建設創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會論文集（下冊）[C];2006年

3 蘇曉鷺;于洋;葛斌;;蟻群算法在欠驅動系統(tǒng)Pendubot優(yōu)化控制中的應用[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

4 蘇朋;戈新生;;欠驅動陀螺擺的搖起和平衡控制研究[A];2007年中國智能自動化會議論文集[C];2007年

5 黃用華;黃渭;莊未;黃美發(fā);鐘永全;;一種無機械平衡調節(jié)器自行車機器人的慣性參數(shù)辨識[A];2013年中國智能自動化學術會議論文集（第三分冊）[C];2013年

6 方勇純;Darren Dawson;王鴻鵬;;欠驅動吊車非線性控制系統(tǒng)設計及實驗[A];2005年中國智能自動化會議論文集[C];2005年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 夏德銀;一類欠驅動機械系統(tǒng)的起擺控制方法研究[D];東北大學;2014年

2 劉慶波;水平運動的欠驅動機器人運動規(guī)劃與控制研究[D];北京工業(yè)大學;2009年

3 劉楊;欠驅動水面船舶的非線性自適應控制研究[D];大連海事大學;2010年

4 韓冰;欠驅動船舶非線性控制研究[D];哈爾濱工程大學;2004年

5 程紅太;一類欠驅動機械系統(tǒng)動態(tài)伺服控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

6 張安彩;欠驅動機械系統(tǒng)的運動控制研究[D];中南大學;2012年

7 丁鳳;幾類欠驅動機器人系統(tǒng)的滑�？刂婆c應用[D];華中科技大學;2013年

8 王紅睿;一類欠驅動系統(tǒng)輸出跟蹤控制問題的理論和方法研究[D];吉林大學;2009年

9 姜宇;欠驅動質量矩飛行器的控制設計方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

10 于瑞亭;欠驅動水面船舶的全局鎮(zhèn)定控制方法研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱成龍;欠驅動系統(tǒng)的非線性控制研究[D];曲阜師范大學;2015年

2 王秀麗;非完整系統(tǒng)的自適應控制研究[D];曲阜師范大學;2015年

3 朱宏林;智能化塔式起重機欠驅動控制算法研究與系統(tǒng)設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 孫曉潔;一種欠驅動垂擺式兩輪車雙閉環(huán)協(xié)調控制方法研究[D];大連理工大學;2015年

5 楊彬彬;一類欠驅動系統(tǒng)的穩(wěn)定控制研究[D];華北電力大學;2015年

6 王耀祿;欠驅動船舶軌跡跟蹤滑模非線性控制研究[D];大連海事大學;2015年

7 凌雪;切換滑�？刂萍捌湓谇夫寗酉到y(tǒng)模型中的應用[D];東北大學;2013年

8 胡凱;星載可展桁架機構Radarsat-2的基礎問題研究[D];上海交通大學;2015年

9 姚亮;三自由度欠驅動6R平面并聯(lián)機構的分析及控制仿真研究[D];河北工業(yè)大學;2015年

10 楊葉雷;履帶式欠驅動變形移動機器人機構研究[D];河北工業(yè)大學;2015年

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本文編號：1106911