碩士全方位水平姿態(tài)爬樓機器人機械系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究,畢業(yè)范文,畢業(yè)專題,

1、碩士：全方位水平姿態(tài)爬樓機器人機械系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究，畢業(yè)，畢業(yè)專題，碩士：全方位水平姿態(tài)爬樓機器人機械系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研 究全方位水平姿態(tài)爬樓機器人機械系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究梁 虎；【導師】毛立民；【基本信息】東華大學，機械設(shè)計及理論，2014,碩士【摘要】全方位水平姿態(tài)爬樓機器人是一種特殊的三自由 度足式移動機器人，通過三個決定各自自由度的機構(gòu)單元的配合 實現(xiàn)機器人各種姿態(tài)的調(diào)整、各種行走條件的運動。本機器人可 以解決各種爬樓、越障、零半徑轉(zhuǎn)彎等目前機器人所面對的困難 問題。同時，全方位水平姿態(tài)爬樓機器人的任務(wù)和環(huán)境特性要求 其具有能與之相適應(yīng)的特殊行走機構(gòu)，以及特殊的配合機構(gòu)。當 前國內(nèi)外研發(fā)

2、的行走機器人多以輪式、腿式、輪腿式、履帶式、 行星輪式、各種變態(tài)輪式、以及其他形式的的運動、行走機構(gòu)等。 通過調(diào)研、查閱相關(guān)資料，整理出幾種目前比較常見的典型越障 機器人行走機構(gòu)，發(fā)現(xiàn)這類機器人在復(fù)雜環(huán)境屮機動性不好、負 載過重影響移動、運動環(huán)境較為單一、運送質(zhì)量不高（比如機器 人行走時要求無振動、水平、重心穩(wěn)定等）、姿態(tài)較難調(diào)整。限 制了機器人在辦公場所、公共場所、甚至行星探測等非結(jié)構(gòu)環(huán)境 的應(yīng)用。針對現(xiàn)有種類移動機器人功能的不足，本文所涉及的內(nèi) 容即為東華大學自主研發(fā)的全方位水平姿態(tài)爬樓機器人設(shè)計理 念、研發(fā)過程、相關(guān)實驗的測試、相關(guān)功能的延展與開發(fā)的全部 內(nèi)容。通過直線單元機構(gòu)、轉(zhuǎn)動機構(gòu)

3、、交替垂直運動機構(gòu)在各種 電控配件的合理控制下實現(xiàn)上述機器人所難以解決的問題，最大 限度的解決各種復(fù)雜環(huán)境所面臨的問題。本文在研究Z前已經(jīng)對 國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域進行了深入的調(diào)察研究以及分析論證。提出一種 新型的全方位水平姿態(tài)爬樓機器人概念。對全方位水平姿態(tài)爬樓 機器人各處創(chuàng)新特新進行了系統(tǒng)深入的理論分析和實驗測試。同 時，通過設(shè)計屮不斷的創(chuàng)新和后期的開發(fā)，進一步擴展了全方位水 平姿態(tài)爬樓機器人在解決路徑、旋轉(zhuǎn)樓梯等方面問題的研究，也 對今后機器人的后續(xù)開發(fā)做了深入的展望。更多摘要5-7ABSTRACT 7-8第一章引言11-241課題背景與研究意義11121.2國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀與分析12-211.

4、2.1機器人行走系統(tǒng)12-191.2.2機器人的運動路徑規(guī)劃19211.3課題研究內(nèi)容和意義21-221.3.1課題研究內(nèi)容211.3.2課題創(chuàng)新點21-221.3.3課題的研究意義221.4課題研究方法和任務(wù)22-231.5本章結(jié)論23-24第二章機器人機構(gòu)總體設(shè)計24-462.1引言242.2設(shè)計要求242.3機器人的概念設(shè)計方法與機器人概念24-44231基于自由度原理的全方位水平姿態(tài)爬樓機器人設(shè)計26-272.3.2機器人成型設(shè)計27-282.3.3機器人移動原理28-292.3.4機器人爬樓原理29-302.3.5環(huán)境結(jié)構(gòu)尺寸30-322.3.6機器人結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計32-332.3.7

5、器材選擇33-352.3.8電機選擇35-39239直線單元限位器設(shè)計39-402.3.10機器人三維造型40-412.3.11組裝加工后的機器人及功能介紹41-432.3.12控制系統(tǒng)的總體規(guī)劃43442.4本章結(jié)論44-46第三章機器人的相關(guān)功能分析與理論分析46593.1引言463.2機器人轉(zhuǎn)動干涉分析46-493.3機器人重心平衡規(guī)劃設(shè)計493.4機器人顛覆分析49523.5機器人關(guān)鍵零件有限元分析52-533.6機器人行走各種環(huán)境下足點策略規(guī)劃53-563.7基于全方位行走機器人全環(huán)境規(guī)劃策略56-583.8本章結(jié)論58-59第四章 機器人路徑規(guī)劃原理及方法59-674.1 引言 59-604.2路徑軌跡規(guī)劃研究60-614.3規(guī)劃原理61-654.3.1基于二元方程求極值的反解方法62-634.3.2基于幾何替代方法63-644.3.3基于做垂線代替的求解反解方法64-654.4路徑全過程分析654.5 結(jié)論 65-664.6本章結(jié)論66-67第五章基于全方位水平姿態(tài)爬樓機器人解決旋轉(zhuǎn)樓梯爬越 的分析67-745引言675.2爬越旋轉(zhuǎn)樓梯的簡介與分析67-685.3爬越旋轉(zhuǎn)樓的建模與分析68-735.4本章結(jié)論73-74第六章測試與實驗74-806.1引言746.2基本功能調(diào)試實驗74-786.2.1直角路徑測試74-766