轮式家用监控机器人的车体设计及越障性能分析

摘要

随着人工智能技术及制造业技术的日趋成熟，机器人技术得到了迅速发展；城市快速的生活节奏与日益加剧的人口老龄化，使得家用服务型机器人的需求尤为明显，其市场占有率在机器人行业中逐年猛涨。本论文通过对家用服务机器人的发展趋势和市场需求分析，研究了一种可实现远程监控功能的轮式家用机器人。
　　首先，分析了轮式家用监控机器人的设计要求，给出了机器人结构的设计指标，采用模块化的设计理念，对机器人的轮式底盘模块、摄像头升降云台模块和独立悬挂系统模块进行了设计分析，利用Pro/E5.0三维建模软件对所设计模块结构进行三维模型的建立，通过运动仿真和干涉分析，验证了机器人车体结构设计的合理性。
　　其次，分析了轮式家用监控机器人的运动学正问题和逆问题，得出输入值与输出轨迹的关系，由此为据，对机器人进行了轨迹分析，对比分析了直线和曲线轨迹下机器人实现定点移动的特点，为机器人后续控制系统的研究提供了理论基础。
　　再者，对轮式家用监控机器人进行了动力学分析，利用动力学仿真分析软件 ADAMS/View对比分析了有无悬挂系统情况下和四轮六轮底盘情况下机器人的越障性能，并且通过参数化分析，求得了影响机器人越障性能的重要因素及其影响关系。
　　最后，根据轮式家用监控机器人结构设计，搭建了轮式家用监控机器人实物样机的实验系统，建立直线、零半径自转、爬坡和台阶越障四种运动下的实验分析。实验结果表明，本论文提出轮式家用监控机器人符合设计要求。

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第1章 绪论

1.1课题研究背景

1.2课题研究目的及意义

1.3家用服务机器人国内外研究现状

1.4轮式移动机器人研究现状

1.5课题来源及研究内容

第2章 轮式家用监控机器人结构设计与分析

2.1引言

2.2机器人结构设计要求分析及指标确定

2.3机器人结构方案设计

2.4机器人力学分析

2.5本章小结

第3章 轮式家用监控机器人运动学分析与轨迹规划

3.1引言

3.2机器人运动学建模

3.3机器人轨迹规划

3.4本章小结

第4章 轮式家用监控机器人动力学仿真分析

4.1引言

4.2虚拟样机模型建立

4.3机器人动力学仿真分析

4.4机器人虚拟样机参数化分析

4.5本章小结

第5章 轮式家用监控机器人样机加工与实验

5.1引言

5.2机器人样机加工

5.3 机器人验证实验

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢