近年來(lái),隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,各個(gè)領(lǐng)域開始逐漸地結(jié)合機(jī)器人技術(shù)打造智能化產(chǎn)業(yè)。隨著我國(guó)醫(yī)院服務(wù)的需求逐漸增大,醫(yī)護(hù)人員的缺口也在逐年增加。醫(yī)用配送機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)院服務(wù)領(lǐng)域的一種應(yīng)用,其目的是為了緩解醫(yī)院內(nèi)醫(yī)護(hù)人員的工作強(qiáng)度及壓力。針對(duì)目前醫(yī)用配送機(jī)器人多采用單車體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致存儲(chǔ)量小的問(wèn)題以及醫(yī)院內(nèi)的實(shí)際環(huán)境,本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一款拖車型自主醫(yī)用配送機(jī)器人,設(shè)計(jì)了拖車型機(jī)器人的關(guān)鍵機(jī)械結(jié)構(gòu),以及拖車型醫(yī)用配送機(jī)器人的硬件和軟件控制系統(tǒng),分析并改進(jìn)了機(jī)器人的SLAM算法和路徑規(guī)劃算法,實(shí)現(xiàn)了拖車型醫(yī)用配送機(jī)器人的建圖、定位及自主導(dǎo)航功能。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,設(shè)計(jì)了拖車型自主醫(yī)用配送機(jī)器人關(guān)鍵機(jī)械結(jié)構(gòu)。分析設(shè)計(jì)機(jī)器人的底盤結(jié)構(gòu),根據(jù)離軸式拖車的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了兩種拖車連接裝置,并進(jìn)行了三維建模,搭建了拖車型醫(yī)用配送機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。其次,設(shè)計(jì)了拖車型自主醫(yī)用配送機(jī)器人控制系統(tǒng)。在硬件方面,根據(jù)實(shí)際情況對(duì)機(jī)器人的控制系統(tǒng)各模塊進(jìn)行分析及選型,并完成了原理圖的設(shè)計(jì)。在軟件方面,分別針對(duì)上、下位機(jī)提出了總體方案,分析了上位機(jī)中各節(jié)點(diǎn)功能,下位機(jī)采用增量式PID算法實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的閉環(huán)控制,并... 

【文章頁(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)與水平
        1.2.1 醫(yī)用配送機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.2.2 移動(dòng)機(jī)器人SLAM技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及具體安排
2 拖車型自主醫(yī)用配送機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)及分析
    2.1 拖車型自主醫(yī)用配送機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì)
    2.2 拖車型醫(yī)用配送機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.1 拖車型醫(yī)用配送機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.2 拖車型醫(yī)用配送機(jī)器人連接裝置設(shè)計(jì)
    2.3 本章小結(jié)
3 拖車型醫(yī)用配送機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 拖車型醫(yī)用配送機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        3.1.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
        3.1.2 配送機(jī)器人硬件選型及布局
    3.2 拖車型醫(yī)用配送機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        3.2.1 上位機(jī)軟件系統(tǒng)
        3.2.2 下位機(jī)軟件系統(tǒng)
    3.3 本章小結(jié)
4 建圖算法研究
    4.1 建圖誤差分析
        4.1.1 里程計(jì)誤差分析及其標(biāo)定
        4.1.2 激光雷達(dá)工作原理及誤差分析
    4.2 建圖算法分析
        4.2.1 Gmapping算法
        4.2.2 Cartographer算法
    4.3 Cartographer改進(jìn)算法
    4.4 本章小結(jié)
5 路徑規(guī)劃算法研究
    5.1 全局路徑規(guī)劃
    5.2 局部路徑規(guī)劃
        5.2.1 動(dòng)態(tài)窗口算法簡(jiǎn)介
        5.2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立
        5.2.3 基于路徑跟蹤的動(dòng)態(tài)窗口算法
        5.2.4 仿真驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
6 拖車型醫(yī)用配送機(jī)器人實(shí)驗(yàn)及分析
    6.1 機(jī)器人基礎(chǔ)設(shè)置
    6.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
    6.3 建圖實(shí)驗(yàn)
        6.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募安襟E
        6.3.2 實(shí)驗(yàn)配置
        6.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    6.4 機(jī)器人導(dǎo)航與避障實(shí)驗(yàn)
        6.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>        6.4.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果
        6.4.3 載重對(duì)拖車型機(jī)器人軌跡的影響
        6.4.4 結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間的科研成果目錄
附錄A: 基于路徑跟蹤的動(dòng)態(tài)窗口算法MAILAB程序
附錄B: 下位機(jī)控制程序


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于Cartographer算法的SLAM與導(dǎo)航機(jī)器人設(shè)計(jì)[D]. 賈浩.山東大學(xué) 2019
[2]護(hù)士助手機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李飛.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[3]一種智能移動(dòng)機(jī)器人通用控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 吳晨晨.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3727354