双臂地面清洁机器人的结构设计

摘要

机器人目前是中国的朝阳产业，适用于各行各业，例如工业、服务业、医疗行业等。本课题主要在移动机器人的基础上设计了一款清洁机器人，具有全自动的特点，适用于室内的商业场所。本文主要内容如下:
　　(1)详细地介绍设计的清洁机器人结构，其中包括移动机构、传动机构、清洁机构。本文对机构的关键位置进行力学分析计算，并对机构进行了Solidwo rks力学分析，验证了整个结构的可靠性。
　　(2)对清洁机器人进行更深入的力学分析计算。本文计算出了系统控制的动力学关系，利用对舵机角度的控制来实现清洁用具的工作。本文利用Lyapuno v方法在移动机器人的基础上从运动学进行分析，设计出适合清洁机器人的控制律以研究机器人的运动轨迹。并且利用了仿真验证其的有效性。
　　(3)对清洁机器人部分硬件系统进行了设计。本文主要对各类硬件的性能进行选型，设计出了清洁机器人底盘直流电机的硬件系统。本文并对SLAM原理进行了分析介绍，并选择出了适用于ROS环境的SLAM算法。
　　本文最终在移动机器人的基础上，设计出了一套清洁机器人结构，并对其进行了力学等方面的分析。该清洁机器人能够实现寻污、自动清洁等功能，最终解放人力，实现自动化的目的。

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摘要

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第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外发展现状研究

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 国内外当前缺陷

1．3 论文主要研究内容

第二章 双臂清洁机器人结构设计

2．1 引言

2．2 具体功能分析

2．3 机械结构设计

2．3．1 移动机构设计

2．3．2 硬件选型

2．3．3 传动机构设计

2．3．4 清洁机构设计

2．4 本章小结

第三章 双臂清洁机器人力学分析

3．1 引言

3．2 材料选择

3．3 清洁机器人传动机构

3．3．1 传动机构特点

3．3．2 静力学计算

3．3．3 关键处静力分析

3．3．4 传动机构动力学

3．4 移动中的运动学跟踪

3．5 本章小结

第四章 清洁机器人控制系统

4．1 引言

4．2 设计目标

4．3 控制系统总体选型

4．3．1 树莓派片上系统

4．3．2 控制芯片选型

4．3．3 下位机系统

4．4 传感器选型

4．5 硬件系统设计

4．5．2 硬件电路结构

4．6 ROS操作系统

4．7 SLAM方法介绍

4．8 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士研究生期间的学术活动及成果情况