被动自适应机器人移动机构研究

摘要

在地震等重大灾害发生之后，应用机器人来替代一部分危险的人力救援工作是未来救援工作发展的趋势，本课题的目的是研制一台应用于复杂的非结构化环境的信息采集机器人，为我国救援机器人研究与应用提供理论基础及技术储备。
　　主要的研究内容和成果如下：
　　1、在分析了机器人轮式移动机构、履带式移动机构、腿式移动机构和复合式移动机构的研究现状和机器人主动自适应移动系统、被动自适应移动系统的优缺点之后，提出了研制一种具有被动自适应能力的履带可变形的机器人移动平台。被动自适应履带可变形机器人移动平台由车体模块、被动自适应变形履带模块、摆臂模块和尾轮模块组成。
　　2、被动自适应变形履带模块可以通过被动改变机器人的履带形状，提高了机器人的越障能力以及地面适应能力，机器人的被动自适应变形履带模块采用欠驱动闭链平面杆机构的变形系统，保证了可以实现履带形状的被动变形，这是本文的创新点；摆臂模块在机器人行驶在复杂的非结构化环境下底盘被障碍物卡住时，发挥作用使机器人跨越障碍；尾轮模块在机器人行驶在复杂的非结构化环境中发生后仰时，能保持机器人平台自身平衡，辅助机器人跨越障碍。
　　3、在进行机器人运动学分析时，将复杂的非结构化环境抽象成斜坡、凸台、壕沟等；建立机器人的行驶方程，分析机器人的驱动力和行驶阻力；对机器人通过斜坡、凸台、壕沟几种典型障碍的性能进行了详细分析。在进行机器人样机实验时，人工搭建了斜坡、凸台、壕沟这三种典型的障碍，进行了实地测试，机器人样机全部满足设计要求。

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第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 机器人移动机构研究现状

1.3 本文主要内容

第二章 被动自适应机器人移动机构研究

2.1. 机器人主动自适应移动系统与被动自适应移动系统

2.2.被动自适应履带可变形机器人构型原理

2.3 欠驱动闭链平面杆件机构运动关系分析

2.4 本章小结

第三章 地面被动自适应履带可变形机器人结构设计

3.1 地面被动自适应履带可变形机器人技术指标及概述

3.2车体模块

3.3被动自适应变形履带模块

3.4摆臂模块

3.5尾轮模块

3.6机器人被动自适应跨越障碍物过程

3.7 本章小结

第四章 被动自适应机器人运动学分析

4.1 机器人行驶方程式

4.2.机器人平台上坡性能分析

4.3被动自适应机器人翻越凸台运动分析

4.4 被动自适应机器人跨越壕沟分析

4.5 本章小结

第五章 实验

5.1 引言

5.2基本运动性能及越野性能测试

5.3典型简化障碍物测试

5.4摆臂辅助越障性能测试

5.5 本章小结

第六章 结论和展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢