| 【中文题名】 | 悬臂式六轮移动机器人越障性能研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-16 |
| 【中关键词】 | 悬臂式六轮移动机器人,虚拟样机,越障,结构优化,, |
| 【英关键词】 | cantilever six-wheeled robot,virtual prototype,surmounting obstacle,structural optimization, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人> |
| 【论文摘要】 |
钴结壳的开采因其分布环境的复杂，不能沿用锰结核开采设备，必须研制钴结壳开采专有技术和设备。
作为采矿设备的关键技术之一的行走装置，行走于地形十分复杂和恶劣钴结壳的富集区域，必须具备有优良的可行驶性，机动性，牵引性，稳定性和可靠性，良好的附着性能和爬坡、越障、避障能力。行走装置作为钴结壳开采系统中的载体，它的正常行驶与否，直接决定着钴结壳开采的成败。而行走装置中技术难度最大的是行走机构和悬挂装置，它们将对行走装置的行驶性能产生至关重要的影响。故行走方式和悬挂装置以及作业平台的研究显得尤为重要和突出。
越障是衡量机器人或者采矿车行走机构和悬挂装置地形适应能力的一个主要方面，另因富钴结壳在海底分布环境的复杂性和特殊性，需要采矿车载体具有高的地形适应能力和越障性能，同时对越障能力的分析也是移动机器人或采矿车避障及路径规划的基础。故对采矿车载体——悬臂式六轮移动机器人越障性能的分析具有重要实际意义。
本文主要对一种悬臂式铰接结构的六轮采矿车载体——悬臂式六轮移动机器人做了越障和地形适应能力分析。
本文的主要内容：
1．分析了悬臂式六轮移动机器人越障包容条件和附着能力；
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| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-8 |
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第一章 文献综述 |
8-18 |
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1.1 课题来源与研究意义 |
8-9 |
|
1.1.1 课题背景 |
8-9 |
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1.1.2 课题来源与研究意义 |
9 |
|
1.2 移动机器人的研究现状 |
9-14 |
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1.2.1 移动机器人的分类 |
9-10 |
|
1.2.2 国内轮式移动机器人研究概况 |
10-11 |
|
1.2.3 国外轮式移动机器人研究现状 |
11-14 |
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1.3 钻结壳分布及采矿车行走方式研究 |
14-15 |
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1.3.1 钻结壳的分布类型及环境 |
14 |
|
1.3.2 钻结壳采矿车行走方式研究 |
14-15 |
|
1.4 基于 ADAMS的虚拟样机技术 |
15-16 |
|
1.4.1 虚拟样机技术 |
15-16 |
|
1.4.2 ADAMS软件 |
16 |
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1.5 本课题基本思路及主要研究内容 |
16-18 |
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第二章 越障包容条件和附着性能 |
18-25 |
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2.1 悬臂式六轮移动机器人结构介绍 |
18 |
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2.2 障碍环境描述及典型障碍路面的选取 |
18-19 |
|
2.3 机器人越障包容条件和附着能力分析 |
19-25 |
|
2.3.1 几何包容条件 |
19-21 |
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2.3.2 机器人静态稳定性分析 |
21-23 |
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2.3.3 附着性能分析 |
23-25 |
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第三章 移动机器人越障动力学模型的建立 |
25-37 |
|
3.1 典型路面1 |
25-33 |
|
3.1.1 平地行走 |
25-26 |
|
3.1.2 前轮越障 |
26-30 |
|
3.1.3 中轮越障 |
30-32 |
|
3.1.4 后轮越障 |
32-33 |
|
3.2 典型路面2 |
33-37 |
|
3.2.1 前轮越障 |
33-34 |
|
3.2.2 中轮越障 |
34-35 |
|
3.2.3 后轮越障 |
35-37 |
|
第四章 越障过程及极限越障坡度分析 |
37-43 |
|
4.1 越障性能分析 |
37-42 |
|
4.1.1 前轮越障 |
37-39 |
|
4.1.2 中轮越障 |
39-41 |
|
4.1.3 后轮越障 |
41-42 |
|
4.2 悬臂结构参数优选 |
42-43 |
|
第五章 采矿车虚拟样机的建立与仿真 |
43-59 |
|
5.1 建模过程 |
43-46 |
|
5.1.1 环境变量的设置 |
43 |
|
5.1.2 基本车体模型的建立 |
43-45 |
|
5.1.3 地面谱的建立 |
45-46 |
|
5.2 参数化模型 |
46-48 |
|
5.2.1 铰链位置参数化 |
46-47 |
|
5.2.2 车轮驱动力的参数化 |
47-48 |
|
5.3 仿真结果及分析 |
48-57 |
|
5.3.1 典型路面1越障仿真结果及分析 |
48-50 |
|
5.3.2 典型路面2越障仿真结果及分析 |
50-57 |
|
5.4 优选参数后整车越障性能验证 |
57-59 |
|
第六章 实验 |
59-69 |
|
6.1 六轮实验车的设计 |
59-62 |
|
6.2 运动控制卡介绍 |
62-63 |
|
6.2.1 基本介绍 |
62 |
|
6.2.2 ADT运动控制卡的连接 |
62-63 |
|
6.2.3 步进电机控制程序的编制 |
63 |
|
6.3 采集和控制软件的设计 |
63-65 |
|
6.3.1 采集卡介绍 |
63-64 |
|
6.3.2 加速度传感器介绍与标定 |
64-65 |
|
6.4 实验目的 |
65-66 |
|
6.5 实验数据 |
66-69 |
|
6.5.1 速度数据 |
66-68 |
|
6.5.2 加速度数据 |
68-69 |
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第七章 结论 |
69-74 |
|
致谢 |
74-75 |
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附录 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
75 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386059 |
