【《某果园除草机器人的不同地形运动仿真与分析案例概述》1500字】

某果园除草机器人的不同地形运动仿真与分析案例概述1.1不同地形的仿真与分析在果园中选择三种地形来模拟障碍物穿越，（a）为凸起地形，（b）为凹陷地形，（c）为坡面地形。图4-1凸起地形参数B为100毫米,H35毫米和R30毫米。为了检查越过障碍物时悬架的作用,模拟了有无悬架的机器人,并如图所示更改了板的重心角。图4-2从图中可以看出，在坑周围行驶时，板的重心会发生很大变化。使用悬架时，板的重心角度会略有变化。路过途中，在机器人整体重量的作用下，侧倾角偏离在相反方向上。由图可知，机器人的行进方向已经改变，并且差异很小。所以，悬架对移动机器人在复杂路段的稳定性有重要影响。凹坑地形模拟中使用的坑的地形参数B为130毫米H为45毫米和R为30毫米。图中显示了带和不带悬架的机器人的仿真结果。图(A)是当使用悬架时用于改变板形心角的简化曲线,图(B)是当不使用悬架时用于改变板形心角的简化曲线。图4-3从图中可以看出，在坑周围行驶时，平板的重心会急剧变化。使用悬架时，平板质心的角度会略有变化。经过坑后，由于机器人自身重量带来的影响，侧倾角偏离在相反方向。由图可知，机器人的行进方向已经改变，并且使用悬浮偏航之间的差异很小。分析表明，机器人正在地面上的一个坑中行驶，并且悬架对保持机器人的稳定性有明显的影响。坡面地形模拟中使用的坡度地形参数H为50mm,θ为35°。与上面提到的两个地形模拟一样,此处还进行了模拟分析,以确定是否正在使用悬架。仿真结果如图所示。图(a)和(b)显示了在有和没有悬架的情况下机器人在斜坡上的重心的变化。图4-4由图可知，在此类地面上行驶时，板的重心角度的幅度与斜坡波形一致，板的重心角度的变化较小。偏航角曲线表明，当机器人的单个车轮驶过坡道时，行进方向会偏离。有悬架时，有相对平滑的变化，并且波形也不一样。所以，当机器人行走在较为倾斜或不平坦的地板上时，悬架的存在与否对板的俯仰角和侧倾角有很大影响。从上面的分析可以看出，该悬架被应用于果园的除草机器人，因此随着机器人穿越不同地形，板的重心角度会略有变化,运行将更加平稳。1.2地形不同参数的越障仿真与分析测量简化板的质心角度的变化以测量整个机器人的稳定性。仅对具有悬架的机器人进行仿真分析。1.凸起地形地形尺寸参数R为100mm，H为15mm，35mm和55mm，相应的R为10mm，30mm和50mm。通过仿真得到的重心角的曲线如图所示。图（a），（b）和（c）是平板的俯仰角，侧倾角和偏航角的变化曲线。图4-5图4-6从图中可以看出，当除草机器人在凸形地形上行驶时，随着凸形障碍物高度的增加，板的重心的俯仰角，侧倾角和偏航角也逐渐增大。在凸面地面上行驶后，偏航角逐渐变化。。2.凹坑地形使用深度H和圆弧R的半径作为变量来创建地形的模拟模型，并研究对机器运行的影响。地形尺寸参数B为30mm，H30mm，45mm和60mm，相应的B为100mm，130mm和160mm。仿真结果如图所示。图（a），（b）和（c）是平板的俯仰角，侧倾角和偏航角的变化曲线。图4-7图4-8从图中可以看出,当机器人在坑的底部移动时,随着坑的宽度和深度的增加,板的重心的俯仰角,侧倾角和偏航角逐渐增大,增加。矿场的两个参数值越大,重心角度的变化越大,偏航也越严重。当车轮通过凹坑时,车轮向上和向下伸出时,重心角度变化曲线会更加严重。坡面地形创建了山坡地形的仿真模型，并将深度梯度θ用作变量来研究其对机器运行的影响。地形尺寸参数H为50mm，θ为20°，35°和50°。仿真结果简化了板的重心角的曲线，如图所示。从图中可以看出，除草机器人在单轮平坦道路上行驶时，坡度越大，板的重心越大，坡度越大，重力角越大。杂草控制机器人的范围。对稳定性的影响越大，偏航就越强。图4-9图4-10总之，当杂草控制机器人在果园中工作时，车轮将越过障碍物。机