空間壁面環(huán)境中雙足爬壁機器人的路徑規(guī)劃
發(fā)布時間：2021-01-02 04:48
雙足爬壁機器人擁有串聯(lián)式機器人關節(jié)主體和交替運動的吸附末端,在壁面環(huán)境中具有優(yōu)越的運動性能,是將來代替工人自主完成壁面作業(yè)任務的重要角色。路徑規(guī)劃不僅可為雙足爬壁機器人自主作業(yè)過程提供運動決策,更能在機器人控制過程提供有效目標信息。有效且優(yōu)化的運動路徑不僅是機器人安全完成任務的前提,還能提高機器人作業(yè)過程的效率。目前雙足爬壁機器人在壁面環(huán)境中的路徑規(guī)劃還缺乏完善的研究方法和理論,本文以雙足爬壁機器人為對象,對其在空間壁面環(huán)境中的無碰運動路徑提出有效的規(guī)劃方法框架并對規(guī)劃方法作深入研究。主要研究內容包括:（1）研究了雙足爬壁機器人在壁面間過渡的機器人位形特點,借助圖形學的思想對機器人的可達工作空間和壁面作結構化的數(shù)學模型表達,以此提出一種基于幾何相交測試的壁面可過渡性的快速判斷方法,并進一步根據(jù)可過渡性拓撲地圖用圖搜索求解機器人運動的全局壁面序列。建立路徑最短的過渡落足點求解的優(yōu)化數(shù)學模型,通以此優(yōu)選全局壁面序列,得到最優(yōu)全局路徑。通過仿真驗證了壁面可過渡性分析和過渡落足點優(yōu)化求解方法的良好性能。（2）分析機器人克服壁面障礙物的運動能力,以此建立分類準則對壁面障礙物進行分類,并結合障礙物...
【文章來源】：廣東工業(yè)大學廣東省
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
各種爬壁機器人
廣東工業(yè)大學碩士學位論文本文以本實驗室自主研發(fā)的模塊化雙足爬壁機器人 W-Climbot 作為研究對象。W-Climbot 及其構型示意圖如圖 1-2 所示。機器人本體的 3 個擺轉關節(jié)模塊位于中部、兩端再分別串接旋轉關節(jié)模塊，為 5 自由度對稱式構型，便于運動規(guī)劃與控制。W-Climbot 兩側的吸附末端為采用真空吸附工作方式的吸附模塊，集吸附控制，吸附狀態(tài)分析，末端位姿檢測等功能于一體[19]。該機器人能夠執(zhí)行尺蠖運動、擺轉運動和翻轉運動等多種步態(tài)，使其在復雜的壁面環(huán)境中具有優(yōu)越的運動性能和避障能力。綜上分析，W-Climbot 可作為雙足爬壁機器人中一個典型的研究對象，更多關于 W-Climbo運動性能和運動步態(tài)等內容可參考[20]。
廣東工業(yè)大學碩士學位論文制器控制機器人按照規(guī)劃好的路徑運動。足爬壁機器人路徑規(guī)劃所采用的方法分為三層架構：單步無碰路徑規(guī)劃，分別對應本文內容的第二章、第劃和壁面路徑規(guī)劃的結果組成落足點路徑，單步無碰徑。該方法框架的輸入包括環(huán)境信息、機器人參數(shù)信局路徑規(guī)劃的結果作為壁面路徑規(guī)劃的部分輸入，而結果作為單步無碰路徑規(guī)劃的部分輸入，整個方法框終結果，如圖 1-3 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于一種改進A*算法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 孫煒,呂云峰,唐宏偉,薛敏. 湖南大學學報(自然科學版). 2017(04)
[2]爬桿機器人能量最優(yōu)攀爬運動規(guī)劃[J]. 江勵,管貽生,王建生,周雪峰,蘇滿佳. 機器人. 2017(01)
[3]基于改進RRT算法的RoboCup機器人動態(tài)路徑規(guī)劃[J]. 劉成菊,韓俊強,安康. 機器人. 2017(01)
[4]爬壁機器人研究現(xiàn)狀與技術應用分析[J]. 閆久江,趙西振,左干,李紅軍. 機械研究與應用. 2015(03)
[5]基于圖像識別的爬壁機器人的路徑規(guī)劃[J]. 何宏,李宇,張志宏. 工業(yè)技術創(chuàng)新. 2015(03)
[6]基于模糊K均值聚類和Sarsa（λ）算法的自適應爬壁機器人路徑規(guī)劃[J]. 李靜靜. 計算機測量與控制. 2014(09)
[7]基于混合整數(shù)線性規(guī)劃的爬壁機器人路徑規(guī)劃[J]. 岳榮剛,王少萍. 北京航空航天大學學報. 2013(06)
[8]基于遺傳算法的仿生雙足爬壁機器人越障運動規(guī)劃[J]. 李志海,付宜利. 機器人. 2012(06)
[9]Extended Dyna-Q Algorithm for Path Planning of Mobile Robots[J]. Hoang-huu VIET,Sang-hyeok AN,Tae-choong CHUNG. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2011(03)
[10]改進人工勢場法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 于振中,閆繼宏,趙杰,陳志峰,朱延河. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2011(01)
碩士論文
[1]輪式懸磁吸附爬壁機器人研究[D]. 張小松.哈爾濱工業(yè)大學 2012
本文編號：2952683
【文章來源】：廣東工業(yè)大學廣東省
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
各種爬壁機器人
廣東工業(yè)大學碩士學位論文本文以本實驗室自主研發(fā)的模塊化雙足爬壁機器人 W-Climbot 作為研究對象。W-Climbot 及其構型示意圖如圖 1-2 所示。機器人本體的 3 個擺轉關節(jié)模塊位于中部、兩端再分別串接旋轉關節(jié)模塊，為 5 自由度對稱式構型，便于運動規(guī)劃與控制。W-Climbot 兩側的吸附末端為采用真空吸附工作方式的吸附模塊，集吸附控制，吸附狀態(tài)分析，末端位姿檢測等功能于一體[19]。該機器人能夠執(zhí)行尺蠖運動、擺轉運動和翻轉運動等多種步態(tài)，使其在復雜的壁面環(huán)境中具有優(yōu)越的運動性能和避障能力。綜上分析，W-Climbot 可作為雙足爬壁機器人中一個典型的研究對象，更多關于 W-Climbo運動性能和運動步態(tài)等內容可參考[20]。
廣東工業(yè)大學碩士學位論文制器控制機器人按照規(guī)劃好的路徑運動。足爬壁機器人路徑規(guī)劃所采用的方法分為三層架構：單步無碰路徑規(guī)劃，分別對應本文內容的第二章、第劃和壁面路徑規(guī)劃的結果組成落足點路徑，單步無碰徑。該方法框架的輸入包括環(huán)境信息、機器人參數(shù)信局路徑規(guī)劃的結果作為壁面路徑規(guī)劃的部分輸入，而結果作為單步無碰路徑規(guī)劃的部分輸入，整個方法框終結果，如圖 1-3 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于一種改進A*算法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 孫煒,呂云峰,唐宏偉,薛敏. 湖南大學學報(自然科學版). 2017(04)
[2]爬桿機器人能量最優(yōu)攀爬運動規(guī)劃[J]. 江勵,管貽生,王建生,周雪峰,蘇滿佳. 機器人. 2017(01)
[3]基于改進RRT算法的RoboCup機器人動態(tài)路徑規(guī)劃[J]. 劉成菊,韓俊強,安康. 機器人. 2017(01)
[4]爬壁機器人研究現(xiàn)狀與技術應用分析[J]. 閆久江,趙西振,左干,李紅軍. 機械研究與應用. 2015(03)
[5]基于圖像識別的爬壁機器人的路徑規(guī)劃[J]. 何宏,李宇,張志宏. 工業(yè)技術創(chuàng)新. 2015(03)
[6]基于模糊K均值聚類和Sarsa（λ）算法的自適應爬壁機器人路徑規(guī)劃[J]. 李靜靜. 計算機測量與控制. 2014(09)
[7]基于混合整數(shù)線性規(guī)劃的爬壁機器人路徑規(guī)劃[J]. 岳榮剛,王少萍. 北京航空航天大學學報. 2013(06)
[8]基于遺傳算法的仿生雙足爬壁機器人越障運動規(guī)劃[J]. 李志海,付宜利. 機器人. 2012(06)
[9]Extended Dyna-Q Algorithm for Path Planning of Mobile Robots[J]. Hoang-huu VIET,Sang-hyeok AN,Tae-choong CHUNG. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2011(03)
[10]改進人工勢場法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 于振中,閆繼宏,趙杰,陳志峰,朱延河. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2011(01)
碩士論文
[1]輪式懸磁吸附爬壁機器人研究[D]. 張小松.哈爾濱工業(yè)大學 2012
本文編號：2952683
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