【摘 要】
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随着2019-n CoV在中国范围内爆发,给世人的健康、社会的稳定和医疗体系等带来了深远的影响。病毒爆发伊始,医护人员仍采用传统手推车的方式转运重症患者,无疑给医患人员均带来了一定的风险。设计一款具有良好安全性、舒适性和自主性的重症患者转运机器人,并对移动底盘的高精度定位进行深入研究。具体研究内容如下:(1)确定转运机器人的总体设计方案。在明确设计原则的基础上,通过对转运过程的分析,确定机器人的相
【基金项目】
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北京石油化工学院抗击疫情科研攻关与预研专项;
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随着2019-n CoV在中国范围内爆发,给世人的健康、社会的稳定和医疗体系等带来了深远的影响。病毒爆发伊始,医护人员仍采用传统手推车的方式转运重症患者,无疑给医患人员均带来了一定的风险。设计一款具有良好安全性、舒适性和自主性的重症患者转运机器人,并对移动底盘的高精度定位进行深入研究。具体研究内容如下:(1)确定转运机器人的总体设计方案。在明确设计原则的基础上,通过对转运过程的分析,确定机器人的相关功能和技术指标,并采用模块化设计思想分别设计移载模块、举升模块和移动模块,其中移动模块采用四舵轮驱动方式和里程计融合二维码信息的定位导航方案,最终建立整体三维模型图。(2)移动底盘高精度定位校核算法研究。通过移动底盘运动学分析建立运动学模型,对电机的运动控制进行计算,分析移动底盘测程法系统误差源是“不相等的轮径”和“不确定的轴距”,通过增加横向定位校核实验,提出改进的UMBmark定位校核算法,最终通过Matlab软件分别对运动学和定位算法进行仿真验证。(3)定位校核算法实验设计与验证。确定了移动底盘控制系统整体方案,设计了硬件控制系统和实验软件系统,完成移动底盘的运动控制实验和基于改进的UMBmark定位校核算法实验,最终里程精度提高了97.3%,定位精度提高了约20倍。(4)移动底盘性能测试。搭建移动底盘实验平台,并选用高精度的测量仪器,分别在不同速度情况下的纵向和横向速度测试最大偏差率为0.85%,运动学原地转向测试的实际轨迹偏差率为0.73%,振动性能测试最大振动来自垂向振动,加速度为0.854m/s2,N型和Z型任务定位精度测试的定位误差分别为11.369mm和5.144mm,所有测试均满足设计要求。
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