具有可重构行走机构小型移动机器人结构设计及控制研究

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毕业论文

1 绪论 1

1.1 课题研究背景及研究意义 . 1

1.2 移动机器人的研究现状 2

1.3 移动机器人应用 4

1.4 移动机器人的关键技术及发展趋势 6

1.5 论文的主要内容 6

2 总体方案的设计 7

2.1 本课题要研究或解决的问题 7

2.2 课题的研究方法及步骤 7

2.3 运动方式的选择 8

2.4 腿式行走机构的方案设计 9

2.5 轮式机构的方案设计 15

3 行走机构的参数计算及元器件的选择 19

3.1 四轮配置进行动力学分析 19

3.2 腿式机械结构的分析计算 21

3.3 电机的选择与安全校核 24

3.4 传动比的设定 27

3.5 其他材料的选择 27

4 设计方案的比较与优化 29

4.1 第一个方案 29

4.2 第二个方案 32

4.3 第三个方案 35

4.4 优化后的方案 37

4.43 腿式部分的步距调节和转向机构 . 41

5 行走机构的运动仿真 51

6 控制系统 . 55

结论 58

致谢 59

参考文献 60
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论1.1 1.1 1.1 1.1 课题研究背景及研究意义课题研究背景及研究意义课题研究背景及研究意义课题研究背景及研究意义当今社会机器人的技术正随着社会科技迅猛发展而不断提高。现如今，机器人的应用领域已经扩展到方方面面，军事、医疗、抢险、探测、工业、娱乐等等。当然，并不是所有机器人都能像我们想象中的那么完美。一般传统的机器人由于自身机械机构的缺陷或者控制系统的不足，导致其不能适应所有环境的变化，因此，在现有技术水平下，在不同的环境下即使一个功能完善、结构复杂的机器人也难以保证顺利地完成复杂的任务。所以，我们有时候需要针对不同的环境开发不同的机器人。但是这样往往投资巨大，风险高，而且要花费大量的人力物力。因而我们希望设计出一种能根据不同的工作环境改变自身结构的机器人，可重构机器人的研究就是这样应运产生的。由于可重构机器人具备更强的环境适应能力，能完成更加复杂的任务，因此对于一些防爆抢险以及军事的应用具有举足轻重的作用。