硕士全方位水平姿态爬楼机器人机械系统及关键技术研究,毕业范文,毕业专题,

1、硕士：全方位水平姿态爬楼机器人机械系统及关键技术研究，毕业，毕业专题，硕士：全方位水平姿态爬楼机器人机械系统及关键技术研 究全方位水平姿态爬楼机器人机械系统及关键技术研究梁 虎；【导师】毛立民；【基本信息】东华大学，机械设计及理论，2014,硕士【摘要】全方位水平姿态爬楼机器人是一种特殊的三自由 度足式移动机器人，通过三个决定各自自由度的机构单元的配合 实现机器人各种姿态的调整、各种行走条件的运动。本机器人可 以解决各种爬楼、越障、零半径转弯等目前机器人所面对的困难 问题。同时，全方位水平姿态爬楼机器人的任务和环境特性要求 其具有能与之相适应的特殊行走机构，以及特殊的配合机构。当 前国内外研发

2、的行走机器人多以轮式、腿式、轮腿式、履带式、 行星轮式、各种变态轮式、以及其他形式的的运动、行走机构等。 通过调研、查阅相关资料，整理出几种目前比较常见的典型越障 机器人行走机构，发现这类机器人在复杂环境屮机动性不好、负 载过重影响移动、运动环境较为单一、运送质量不高（比如机器 人行走时要求无振动、水平、重心稳定等）、姿态较难调整。限 制了机器人在办公场所、公共场所、甚至行星探测等非结构环境 的应用。针对现有种类移动机器人功能的不足，本文所涉及的内 容即为东华大学自主研发的全方位水平姿态爬楼机器人设计理 念、研发过程、相关实验的测试、相关功能的延展与开发的全部 内容。通过直线单元机构、转动机构

3、、交替垂直运动机构在各种 电控配件的合理控制下实现上述机器人所难以解决的问题，最大 限度的解决各种复杂环境所面临的问题。本文在研究Z前已经对 国内外相关领域进行了深入的调察研究以及分析论证。提出一种 新型的全方位水平姿态爬楼机器人概念。对全方位水平姿态爬楼 机器人各处创新特新进行了系统深入的理论分析和实验测试。同 时，通过设计屮不断的创新和后期的开发，进一步扩展了全方位水 平姿态爬楼机器人在解决路径、旋转楼梯等方面问题的研究，也 对今后机器人的后续开发做了深入的展望。更多摘要5-7ABSTRACT 7-8第一章引言11-241课题背景与研究意义11121.2国内、外研究现状与分析12-211.

4、2.1机器人行走系统12-191.2.2机器人的运动路径规划19211.3课题研究内容和意义21-221.3.1课题研究内容211.3.2课题创新点21-221.3.3课题的研究意义221.4课题研究方法和任务22-231.5本章结论23-24第二章机器人机构总体设计24-462.1引言242.2设计要求242.3机器人的概念设计方法与机器人概念24-44231基于自由度原理的全方位水平姿态爬楼机器人设计26-272.3.2机器人成型设计27-282.3.3机器人移动原理28-292.3.4机器人爬楼原理29-302.3.5环境结构尺寸30-322.3.6机器人结构尺寸设计32-332.3.7

5、器材选择33-352.3.8电机选择35-39239直线单元限位器设计39-402.3.10机器人三维造型40-412.3.11组装加工后的机器人及功能介绍41-432.3.12控制系统的总体规划43442.4本章结论44-46第三章机器人的相关功能分析与理论分析46593.1引言463.2机器人转动干涉分析46-493.3机器人重心平衡规划设计493.4机器人颠覆分析49523.5机器人关键零件有限元分析52-533.6机器人行走各种环境下足点策略规划53-563.7基于全方位行走机器人全环境规划策略56-583.8本章结论58-59第四章 机器人路径规划原理及方法59-674.1 引言 59-604.2路径轨迹规划研究60-614.3规划原理61-654.3.1基于二元方程求极值的反解方法62-634.3.2基于几何替代方法63-644.3.3基于做垂线代替的求解反解方法64-654.4路径全过程分析654.5 结论 65-664.6本章结论66-67第五章基于全方位水平姿态爬楼机器人解决旋转楼梯爬越 的分析67-745引言675.2爬越旋转楼梯的简介与分析67-685.3爬越旋转楼的建模与分析68-735.4本章结论73-74第六章测试与实验74-806.1引言746.2基本功能调试实验74-786.2.1直角路径测试74-766