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差动式移动机器人的运动性能分析

作　者: 张倩
导　师: 李春书
学　校: 河北工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 移动机器人动力学分析稳定性分析
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着现代科学技术的发展，对机器人的研究受到广泛的关注，特别是对移动机器人的研究。移动机器人主要用于探索一些危险和未知的环境地域，特别是对在复杂的道路地形下移动机器人适应性比一般的移动机器人较强。为提高机器人在复杂环境下的实用性，本课题要求所研究的移动机器人能够适应不同路况，既能在平坦的在路面上沿直线行走，又能够在不规则的复杂环境中完成翻越台阶等任务。本文主要内容如下：首先，本文综合比较各种移动机构的运动性能和越障能力，设计出一种新型的以差动机构作为传动系统的复合式移动机器人；给出机器人的总体结构布局，分析差动机构的运动特点，并描述了该类型移动机器人在翻越台阶时的运动状态；分析机器人完成越障运动过程所要满足的结构尺寸参数条件；分析运动过程中机器人重心位置变化的轨迹。对机器人的直线运动以及越障运动进行分析，利用拉格朗日方程建立机器人的动力学模型，利用三维软件建立实体模型，并运用动力学分析软件ADAMS中对移动机器人的平面运动以及翻越台阶越障运动进行仿真模拟，计算输出机器人相应组件运动仿真曲线得出结论。最后运用稳定锥的概念对机器人的静态稳定性进行分析，求解出机器人静态稳定性与机器人结构尺寸之间的关系；运用倾翻指数对机器人翻越台阶和运动时发生紧急制动两种运动状态时的动态稳定性进行判别分析，判断机器人是否满足动态稳定性的要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-16
  §1-1 课题的提出和研究的意义  8
  §1-2 移动机器人的研究现状及发展  8-14
    1-2-1 移动机器人的研究过程  8-10
    1-2-2 国内外研究现状  10-14
    1-2-3 移动机器人的发展趋势  14
  §1-3 本文主要研究内容  14-16
第二章差动式移动机器人的结构分析  16-25
  §2-1 引言  16
  §2-2 机器人的结构分析  16-24
    2-2-1 移动机器人的整体结构  16-17
    2-2-2 移动机器人的传动机构  17-20
    2-2-3 机器人结构基本尺寸参数确定  20-22
    2-2-4 机器人的重心轨迹  22-24
    2-2-5 移动机器人的三维实体模型  24
  §2-3 本章小结  24-25
第三章机器人的运动学、动力学分析及仿真  25-43
  §3-1 引言  25
  §3-2 运动学、动力学分析基础  25-29
    3-2-1 运动学、动力学分析基础  25-27
    3-2-2 移动机器人的动力学方程  27-29
  §3-3 机器人运动学、动力学分析  29-35
    3-3-1 运动学分析  29-32
    3-3-2 机器人的动力学分析  32-35
  §3-4 ADAMS运动仿真  35-42
    3-4-1 ADAMS分析软件简介  35-36
    3-4-2 Pro/e建模  36-37
    3-4-3 运动仿真  37-42
  §3-5 本章小结  42-43
第四章机器人运动系统稳定性研究  43-50
  §4-1 引言  43
  §4-2 稳定性研究基础  43-46
    4-2-1 稳定锥  43-44
    4-2-2 稳定锥判别倾翻问题  44-46
  §4-3 稳定性研究  46-49
    4-3-1 静态稳定性研究  46-47
    4-3-2 动态稳定性研究  47-49
  §4-4 本章小结  49-50
第五章结论与展望  50-52
  §5-1 主要结论  50
  §5-2 展望  50-52
参考文献  52-55
致谢  55

差动式移动机器人的运动性能分析

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