一种新型六轮全地形移动机器人的设计与研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 23次 | 上传用户:thp2860051
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随着社会的发展和科技的进步,全地形移动机器人研究越来越受到广泛的关注,其在军事、深空探索、自然灾害救援和野外科考作业等各个领域内彰显实力,发展前景不可估量。全地形移动机器人技术涉及到力学仿真、机构设计、智能控制、多传感器融合、环境感知、视觉导航、路径规划与追踪等各个方面。在充分研究国内外各种先进全地形移动机器人的基础上,本课题研制了一台地形适应能力和越障能力出色的全地形移动机器人,并申请了国家发明专利,该机器人具有一定的创新性和实用价值。本文通过对六轮全地形移动机器人的结构设计、运动学仿真、智能控制、计算分析以及实验研究,验证了该移动机器人具有极强的地形适应能力、卓越的越障性能(能够翻越5倍车轮半径的垂直台阶)、较强的抗倾覆能力、灵活的转向能力、较强的避障能力以及出色的承载能力等。本文首先以全地形移动机器人创新设计理念为指导,对六轮全地形移动机器人整体方案进行设计,以UG为设计平台,对六轮全地形移动机器人进行详细结构设计、制造和装配,以ADAMS为仿真平台,对六轮全地形移动机器人进行动力学仿真分析;然后对六轮全地形移动机器人控制系统结构及软件进行设计,主要包括控制系统总体方案设计、各控制单元功能介绍、控制系统电路接线、软件设置以及控制程序编写;之后对六轮全地形移动机器人进行了各项性能分析及实验研究,主要包括六轮全地形移动机器人测速、爬坡角度测量与分析、抗倾覆能力测试与分析、承载能力测试、续航能力测试、越障能力分析及实验、转向能力分析及实验和避障逻辑分析及实验等;最后对三维里程计算法进行了研究,得到了基于本六轮全地形移动机器人移动平台的运动学模型,并基于此模型进行了三维里程计计算,为今后基于此移动平台进行三维里程计实验研究提供了理论依据。本文的研究成果对全地形移动机器人的进一步研究和应用具有一定的参考价值和意义。
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