發(fā)布時間：2017-10-28 05:40

  本文關鍵詞：履帶式欠驅(qū)動變形移動機器人機構(gòu)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(qū)動機構(gòu)具有獨特的靈活性,應用于移動機器人的行走機構(gòu)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(qū)動原理,研究了移動機器人行走機構(gòu),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(qū)動機構(gòu)的研究現(xiàn)狀,進行了其機理的分類,基于顏式機構(gòu)設計法對連桿式的欠驅(qū)動機構(gòu)進行了構(gòu)型方法研究;2.基于行星輪式的欠驅(qū)動原理,結(jié)合變形履帶機構(gòu),提出一種欠驅(qū)動履帶式變形行走機構(gòu),并完成欠驅(qū)動變形機器人平臺的傳動方案設計和機構(gòu)設計;3.歸納了機器人的變形行走機構(gòu)的各個桿件參數(shù)特性,分析了行走機構(gòu)各桿件間的運動關系,建立了其行走機構(gòu)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(jié)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(qū)動機構(gòu) 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(qū)動機構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 欠驅(qū)動的概念10
• 1.2.2 欠驅(qū)動機構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 欠驅(qū)動移動機器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 欠驅(qū)動移動機器人研究存在的問題15
• 1.5 欠驅(qū)動移動機器人研究的意義15
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 履帶式欠驅(qū)動變形移動機器人的構(gòu)型設計17-37
• 2.1 引言17
• 2.2 欠驅(qū)動機構(gòu)的分類研究17-20
• 2.2.1 腱繩式機構(gòu)17-18
• 2.2.2 連桿式機構(gòu)18
• 2.2.3 行星輪機構(gòu)18-19
• 2.2.4 齒輪齒條式機構(gòu)19
• 2.2.5 復合履帶式機構(gòu)19-20
• 2.3 欠驅(qū)動機構(gòu)的構(gòu)型方法研究20-23
• 2.3.1 欠驅(qū)動機構(gòu)運動鏈的抽象20-21
• 2.3.2 基于增加構(gòu)件方式的構(gòu)型方法研究21-22
• 2.3.3 基于運動鏈重分配的構(gòu)型方法研究22-23
• 2.4 履帶式欠驅(qū)動變形移動機器人平臺的概念設計23-25
• 2.4.1 機器人驅(qū)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(qū)動變形移動機器人平臺的傳動設計25-29
• 2.5.1 欠驅(qū)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(qū)動變形移動機器人平臺的機構(gòu)設計29-36
• 2.6.1 欠驅(qū)動機器人平臺的組成30-31
• 2.6.2 本體機構(gòu)設計31-32
• 2.6.3 差動齒輪分動力機構(gòu)設計32-33
• 2.6.4 履帶式變形行走機構(gòu)設計33-35
• 2.6.5 輔助越障機構(gòu)設計35-36
• 2.7 本章小結(jié)36-37
• 第三章 履帶式欠驅(qū)動移動機器人的變形行走機構(gòu)優(yōu)化37-55
• 3.1 引言37
• 3.2 履帶式變形行走機構(gòu)分析37-39
• 3.2.1 履帶式變形行走機構(gòu)組成37-38
• 3.2.2 履帶式變形行走機構(gòu)的欠驅(qū)動原理38-39
• 3.3 履帶式變形行走機構(gòu)參數(shù)研究39-51
• 3.3.1 履帶式變形行走機構(gòu)的局部坐標系建立39-41
• 3.3.2 履帶式變形行走機構(gòu)的內(nèi)部桿件運動關系41-45
• 3.3.3 履帶式變形行走機構(gòu)履帶長度模型建立45-51
• 3.4 履帶式變形行走機構(gòu)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(jié)果53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 第四章 履帶式欠驅(qū)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(qū)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(zhuǎn)彎運動的速度分析57-58
• 4.3 欠驅(qū)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(jié)論69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75

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