輪足機(jī)器人是可以實現(xiàn)輪式移動和足式移動的機(jī)器人,即輪式機(jī)器人與步行機(jī)器人的組合。輪式機(jī)器人具有高速、高效、運動平穩(wěn)、控制簡單等優(yōu)點,但對非平整環(huán)境適應(yīng)性差;步行機(jī)器人環(huán)境適應(yīng)性強,具有較強的越障能力,但機(jī)構(gòu)復(fù)雜,移動速度低。輪足機(jī)器人兼具兩者的優(yōu)點,逐漸成為國內(nèi)外移動機(jī)器人的研究熱點之一。雙輪足機(jī)器人較多輪足機(jī)器人更能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境,結(jié)構(gòu)更為簡單,但其運動和力學(xué)穩(wěn)定性差增加了機(jī)器人控制的難度,使兩種運動模式互換難以有效可靠地實現(xiàn)。本文以前人對輪足機(jī)器人的研究為基礎(chǔ),設(shè)計開發(fā)了一種冗余自由度模塊化雙輪足機(jī)器人,將輪足機(jī)器人和雙足機(jī)器人的優(yōu)勢結(jié)合,并從機(jī)器人系統(tǒng)搭建、輪式移動和輪式移動與雙足步行模式切換三個方面進(jìn)行研究,主要內(nèi)容如下:1)根據(jù)設(shè)計要求和方案,提出并構(gòu)建了一種模塊化七自由度雙輪足機(jī)器人,然后利用D-H參數(shù)法對機(jī)器人的輪式移動模式和雙足步行模式分別進(jìn)行運動學(xué)建模。2)對機(jī)器人在輪式移動模式下進(jìn)行了運動分析,結(jié)合機(jī)器人構(gòu)型特點和輪子的運動約束以及機(jī)器人的穩(wěn)定性分析,給出機(jī)器人在輪式移動模式下的雙輪差速運動方式和變輪距變輪向運動方式。3)對機(jī)器人輪式移動和雙足步行的模式切換進(jìn)行運動規(guī)...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 輪足機(jī)器人樣機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 輪足機(jī)器人輪式與步行模式切換研究狀況
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 雙輪足機(jī)器人構(gòu)建與建模
    2.1 引言
    2.2 設(shè)計要求及方案確定
    2.3 機(jī)器人構(gòu)型分析與設(shè)計
    2.4 機(jī)器人系統(tǒng)實現(xiàn)
        2.4.1 機(jī)械系統(tǒng)
        2.4.2 控制系統(tǒng)
    2.5 機(jī)器人運動學(xué)建模
        2.5.1 雙足步行模式機(jī)器人運動學(xué)
        2.5.2 輪式移動模式機(jī)器人運動學(xué)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 輪式移動下機(jī)器人運動分析
    3.1 引言
    3.2 機(jī)器人結(jié)構(gòu)特征
        3.2.1 機(jī)器人構(gòu)型
        3.2.2 輪子的運動約束
    3.3 穩(wěn)定性分析
    3.4 雙輪差速運動
        3.4.1 幾何構(gòu)型分析
        3.4.2 運動學(xué)分析
    3.5 變輪距和變輪向運動
    3.6 本章小結(jié)
第四章 雙足步行與輪式移動模式切換
    4.1 引言
    4.2 重心穩(wěn)定性分析
        4.2.1 重心計算
        4.2.2 支撐區(qū)域分析
        4.2.3 穩(wěn)定性判據(jù)
    4.3 輪足混合步態(tài)
    4.4 雙足-輪式模式切換運動規(guī)劃
        4.4.1 左足-左輪運動規(guī)劃
        4.4.2 右足-右輪運動規(guī)劃
    4.5 本章小結(jié)
第五章 仿真與實驗
    5.1 引言
    5.2 仿真環(huán)境搭建
    5.3 輪式移動仿真與實驗
    5.4 雙足-輪式模式切換仿真與實驗
        5.4.1 左足-左輪運動過程
        5.4.2 右足-右輪運動過程
    5.5 綜合實驗
    5.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3847409