导读:本文包含了关节履带论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:履带式巡检机器人,质心,越障动作规划,越障性能
关节履带论文文献综述
刘昌福[1]（2018）在《复杂环境下的关节式履带巡检机器人越障性能研究》一文中研究指出小型移动机器人具有体积小、越障性能强、灵活度高的优点,因此在应对许多危险系数高、操作难度大的作业环境下的巡检和救援等作业任务,发挥着越来越重要的作用。面对复杂环境,机器人能否顺利进入指定作业位置,完成作业任务是巡检工作的重点和难点。因此,本文主要针对工厂的特殊环境,设计了一台关节式履带巡检机器人,通过建立机器人越障的质心运动学模型和动力学模型,分析了机器人翻越圆管障碍、凸台和窄而陡的楼梯等障碍越障能力,以及机器人在越障过程中的动态稳定性。本文首先针对某工厂空间小、多圆管障碍、钢制简易楼梯结构窄而陡的特点,设计了一台体积小、方便收缩的关节式履带巡检机器人。介绍了巡检机器人的结构设计、控制系统构成,分析了机器人行走、转向等运动过程,校核了机器人关节摇臂辅助机器人越障的可行性,为机器人越障提供可靠保障。建立了机器人质心运动学模型,分析机器人质心位置与越障性能的关系,找出了质心位置在机器人越障过程中随仰角和关节姿态改变的变化规律,对机器人翻越圆管障碍和垂直凸台进行了越障动作规划,并求得机器人翻越障碍的最大可行高度值。为保证机器人在进行巡检工作中,不发生意外失稳现象,着重针对圆管和楼梯结构两种特殊障碍,建立了关节式巡检机器人正向攀爬圆管障碍和逆向攀爬楼梯障碍过程的动态稳定性分析模型,分析了机器人越障过程中的速度和加速度对越障过程的动态稳定性的影响,并给出了相应的动态稳定性判别依据。最后,模仿某工厂环境下的非常规障碍,搭建实验平台,对该巡检机器人进行了障碍通过性实验、越障稳定性实验等,通过实验分析,验证了论文的理论分析和动作规划的可行性。(本文来源于《南华大学》期刊2018-05-01）
郝阳[2]（2015）在《关节式履带移动机器人自主越障行为控制》一文中研究指出当今的移动机器人导航研究在较为平整的地面环境中的应用已经取得了很多成功。但是,针对存在着典型障碍物环境中的自主越障控制的研究不多见。为了满足军事和工业应用对机器人的越障性能和执行效率的要求,有效地提高移动机器人自主越障能力。本文针对爬楼梯这类最常见的越障任务,提出了一种关节式履带移动机器人基于反应式行为的自主越障控制方法。首先,针对自主爬楼梯的要求,对实验室自研的关节式履带移动机器人进行了适当的改造。结合履带机器人结构参数和楼梯环境设计了一种由可旋转式激光雷达和惯性测量单元构成的越障环境感知系统,设计了与之相匹配的运动控制系统,并对机器人进行了运动学建模。其次,提出了一种基于激光雷达数据特征识别的检测方法实现越障过程中各阶段的障碍物结构参数检测,以及机器人与障碍物相对位姿的检测。同时实现了一种基于IMU的越障中机器人偏航角度检测方法。实现了机器人与障碍物相对位姿的实时获取。然后,根据检测到的机器人与障碍物的相对位姿信息,设计了机器人越障前调整动作、基于反应式行为的机器人越障中摆臂动作以及基于PID的机器人越障中纠偏控制方法,从而实现机器人的自主越障。最后,基于Labview软件平台中对关节式履带移动机器人和楼梯环境进行了仿真模型构建,并对所提出的自主越障方法进行了运动学仿真验证。仿真实验结果表明,该方法能够有效地完成自主爬楼梯任务。(本文来源于《北京理工大学》期刊2015-06-01）
宗成国[3]（2015）在《履带可变角度的关节式移动机器人技术研究》一文中研究指出履带式移动机器人在灾场搜救、星球探测、军事勘察和反恐防暴等非结构环境领域得到了广泛应用。鉴于该类机器人广阔的应用前景及技术上的挑战性,使其已经成为机器人领域的研究热点和难点。如何提高履带式移动机器人在复杂环境中的越障稳定性、全地形通过性和抗振抗击性等,目前则成为与该机器人相关的研究关键和前沿问题,也是涉及该类机器人能否成熟应用的根本问题。因此,本文提出了一种具有新结构的关节式履带可变角度的移动机器人,并对机器人履带与地面相互作用机理、质心运动学及动力学建模、越障动作规划、典型地形越障稳定性分析和基于多传感器信息融合的避障技术等方面展开了深入研究。论文首先提出一种关节式双履带可变角度的移动机器人机构的实现方法,采用该技术方法的机器人本体通过旋转关节来连接前、后两部分,当机器人遇到台阶、楼梯等障碍物时,前、后两部分可通过旋转关节的相对运动来调整机器人的本体姿态,从而使机器人具有良好的全地形通过性和越障稳定性。针对机器人越障时履带容易发生松弛或脱落的问题,又提出了一种履带压紧被动伺服调节方法,该方法巧妙利用关节动作时履带变角度所产生的力之间的相互作用关系,使履带上的齿在履带运动过程中能很好地啮合在带轮上,从而有效地避免了上述问题的产生。针对机器人与地面的交互问题,建立了基于计算地面力学的履带与地面相互作用数学模型,将机器人履带分为驱动轮履带、从动轮履带和中间空载履带叁部分,根据其对地面加载、卸载、再加载的工作过程进行了深入的分析,推导了不同的数学模型,并通过整合给出了较完整的履带模型。此外,研究了履齿结构参数对履带牵引力的影响,分析了多种路面对履带牵引参数的作用机理和影响规律。针对质心位置在机器人越障过程中所起到的关键性作用,建立了基于机器人运动学和质心坐标公式的质心运动学模型,利用该模型讨论了机器人跨越台阶的越障动作规划、质心位置、机器人仰角及前壳体摆角对机器人越障性能的影响,导出了机器人跨越垂直障碍的最大越障高度计算公式。此外,机器人在越障过程中会不断地调整前部壳体的姿态以适应地形的变化,此时机器人的质心位置也会发生变化,从而影响机器人越障的稳定性。针对上述问题选择了机器人攀越二维崎岖地面、斜坡和楼梯叁种典型地形为研究对象,对机器人越障时的静态稳定性进行了研究和分析,建立了基于牛顿欧拉法的机器人越障动力学模型,并给出了机器人移动平台与楼梯台阶一点、两点及叁点接触时的动态稳定性判别方法。针对履带式移动机器人复杂、恶劣的工作环境,构建了基于多传感器检测和信息融合处理的机器人避障系统。通过分析机器人差速移动运动学模型,以及超声波测距传感器、红外传感器测距原理和电子罗盘测角原理,提出了基于扩展卡尔曼滤波的多传感器信息融合方法和基于模糊神经网络控制的机器人避障算法。最后将该关节式双履带移动机器人进行了几种地形上的通过性实验、越障稳定性实验、复杂地面适应性实验和避障实验等,实验表明了论文的理论分析、技术方法和手段的正确性。(本文来源于《北京理工大学》期刊2015-04-01）
饶伟,施家栋,王建中[4]（2014）在《关节式履带机器人爬楼梯动态稳定性分析》一文中研究指出针对关节式履带机器人攀爬楼梯的动态稳定性问题,提出一种关节式履带机器人与楼梯台阶一点、两点或多点接触的动态稳定性准则判别方法。通过对机器人攀爬楼梯障碍过程的分析,考虑机器人的动作规划、质心惯性力、驱动轮和摆臂轮的惯性力矩、履带棱对楼梯接触作用的影响,建立越障关键姿态的动力学方程。基于机器人爬楼梯的不滑移充分必要条件,结合机器人坐标系中等效牵引力与等效支撑力的比值和履带与楼梯静摩擦因数之间的关系,得到在攀爬楼梯过程中机器人与楼梯台阶一点、两点、叁点接触作用的动态稳定性判别准则,结果表明在爬楼梯过程中机器人与楼梯台阶两点、叁点接触时易处于不稳定状态,数值仿真结果验证了该方法的有效性,为关节式履带机器人的动态稳定性判断提供理论依据。(本文来源于《机械工程学报》期刊2014年15期）
饶伟,王建中,施家栋[5]（2014）在《关节式履带机器人越障性能分析》一文中研究指出以关节式履带机器人为研究对象,详细描述了机器人攀爬楼梯的越障动作规划,考虑了摆臂动作对机器人在越障过程中质心变化的影响,同时以摆臂的初始姿态和特殊姿态作为几何约束条件,基于质心运动学方程和最优化方法分析了机器人的结构尺寸与楼梯台阶宽度、高度、夹角之间的关系,得出了机器人越障的最大高度、宽度,并采用Matlab对机器人的越障性能进行模拟仿真,仿真结果表明了理论分析的正确性,为优化关节式履带机器人的越障性能提供理论依据。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2014年06期）
朴春日[6]（2013）在《关节履带式机器人设计及运动性能研究》一文中研究指出移动机器人是机器人的一个重要组成部分，履带式移动机器人对地压力小，不容易出现打滑现象，牵引性能良好，能够很好地适应特殊地形，关节履带式机器人通过摆臂结构的辅助还兼有腿式移动机器人的部分优点，对其研究更加受到工程技术人员的青睐，得以蓬勃发展。本文所设计的关节履带式机器人系统旨在完成特殊环境情况下的检测作业。对于复杂多变的环境地形，需要机器人具有较强的跨沟、越障的能力和无线遥控、图像采集等功能。根据设计要求，机器人采用六履带四摆臂的机械结构形式，体积小巧结构紧凑。机器人整体采用轴对称的结构，上下两层电机分别控制前后摆臂和左右主动轮的运动。本文详细描述了机构关键零部件：驱动电机、行走轮、行走带、轴类零件和摇臂的设计过程，对轴类零件和后摇臂的设计进行了有限元分析和强度校验。介绍了机器人的实体装配过程和防腐密封处理措施。关节履带式机器人的控制系统采用模块化的主从分布式结构，选择dsPIC33fJ202MC作为控制指令传输、电机参数采集和电机PWM波输出的核心芯片。通过LMD18200完成对四个电机的驱动。整个控制系统通过两组无线模块实现了上位机对机器人的无线遥控和图像显示。最后理论分析了关节履带式机器人在爬坡、越障和跨沟等方面的运动性能。重点对机器人的越障动作进行了运动学的分析，提出越障的具体路径规划并理论计算了最大越障高度。通过实验对所设计的机器人样机进行相关验证，其水平移动速度、爬坡角度、跨沟宽度和越障高度均满足了设计的初始要求。本文的创新点是：小巧轻便的机器人机构、镂空的同步轮结构、模块化的电路设计和图形化的用户界面。(本文来源于《上海交通大学》期刊2013-01-01）
朱磊,樊继壮,赵杰,吴晓光,韩震峰[7]（2012）在《一种多关节履带式机器人自主越障运动规划》一文中研究指出为提高矿难搜索机器人的自主运动能力,建立了其翻越垂直障碍的运动学模型,并且对其翻越垂直障碍的能力进行了分析,提出了一种基于嵌套人工鱼群算法的机器人自主越障运动规划方法.采用叁层四组人工鱼群算法削弱4个自变量之间的耦合作用,并且利用一种快速随机搜索方法缩小关节角度的搜索范围,从而实现了满足关节角度变化最小这一优化指标的机器人越障逆运动学求解的要求.MATLAB的仿真实验证明:该方法相对传统算法可以利用更少的人工鱼数目在较少的代数内有效地得到机器人越障中每一步骤的最优关节角度值,从而为机器人的控制提供依据.利用仿真结果对机器人进行了双单元模式的自主越障运动规划实验,实验结果表明机器人能够顺利实现越障.(本文来源于《哈尔滨工业大学学报》期刊2012年01期）
王建,谈英姿,许映秋[8]（2011）在《基于姿态的多关节履带机器人越障控制》一文中研究指出为提高机器人在楼梯、台阶等典型障碍环境中的自主越障的实用性,以检测机器人自身姿态而非环境尺寸作为越障控制的基本依据,设计了多关节履带机器人的各种自主越障控制方法.即首先以AHRS(姿态航向参考系统)所测得机器人姿态作为重要反馈量,采用稳定锥方法实时判定机器人越障过程中的倾翻稳定性,通过实验验证了该方法的有效性;在此基础上以机器人姿态为反馈,并结合机器人关节位置和驱动电流,设计了典型障碍下的自主越障控制动作规划,实际环境测试表明此越障控制方法具有对障碍具体尺寸依赖性小,实用性强的特点.(本文来源于《东南大学学报(自然科学版)》期刊2011年S1期）
陈宗尧,颜国正,王坤东,赵忠华[9]（2011）在《关节履带式管道检测机器人越障性能优化》一文中研究指出针对一种特殊管道内部检测,设计了一种小体积紧凑型的关节履带式机器人.根据本机器人结构设计,建立了描述机器人姿态的各参数与越障性能之间的数学关系式.探讨了该机器人在越障过程中的姿态调整对越障能力的影响.在此基础上采用最优化方法求解了该机器人的最大越障高度,并确定了适合的姿态调整方法.Matlab仿真及实验验证了该设计和优化计算对于提高机器人越障性能的有效性.(本文来源于《上海交通大学学报》期刊2011年07期）
马履中,王国明,吴伟光,杨启志,赵守明[10]（2010）在《核环境下关节式履带移动机器人设计与研究》一文中研究指出分析了一种可用于核环境下的关节式履带移动机器人,阐述了用于核环境下关节式履带移动机器人的特殊要求及能满足该要求的运动机构。分析了机器人爬坡、越障、跨沟、爬梯等运动过程。建立机器人杆件坐标系,通过齐次坐标变换建立了机器人的运动学模型,并对正运动学及逆运动学分别进行了求解,为核环境下关节式履带移动机器人的动力学分析求解及设计打下了基础。(本文来源于《机械设计》期刊2010年07期）
关节履带论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
当今的移动机器人导航研究在较为平整的地面环境中的应用已经取得了很多成功。但是,针对存在着典型障碍物环境中的自主越障控制的研究不多见。为了满足军事和工业应用对机器人的越障性能和执行效率的要求,有效地提高移动机器人自主越障能力。本文针对爬楼梯这类最常见的越障任务,提出了一种关节式履带移动机器人基于反应式行为的自主越障控制方法。首先,针对自主爬楼梯的要求,对实验室自研的关节式履带移动机器人进行了适当的改造。结合履带机器人结构参数和楼梯环境设计了一种由可旋转式激光雷达和惯性测量单元构成的越障环境感知系统,设计了与之相匹配的运动控制系统,并对机器人进行了运动学建模。其次,提出了一种基于激光雷达数据特征识别的检测方法实现越障过程中各阶段的障碍物结构参数检测,以及机器人与障碍物相对位姿的检测。同时实现了一种基于IMU的越障中机器人偏航角度检测方法。实现了机器人与障碍物相对位姿的实时获取。然后,根据检测到的机器人与障碍物的相对位姿信息,设计了机器人越障前调整动作、基于反应式行为的机器人越障中摆臂动作以及基于PID的机器人越障中纠偏控制方法,从而实现机器人的自主越障。最后,基于Labview软件平台中对关节式履带移动机器人和楼梯环境进行了仿真模型构建,并对所提出的自主越障方法进行了运动学仿真验证。仿真实验结果表明,该方法能够有效地完成自主爬楼梯任务。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
关节履带论文参考文献
[1].刘昌福.复杂环境下的关节式履带巡检机器人越障性能研究[D].南华大学.2018
[2].郝阳.关节式履带移动机器人自主越障行为控制[D].北京理工大学.2015
[3].宗成国.履带可变角度的关节式移动机器人技术研究[D].北京理工大学.2015
[4].饶伟,施家栋,王建中.关节式履带机器人爬楼梯动态稳定性分析[J].机械工程学报.2014
[5].饶伟,王建中,施家栋.关节式履带机器人越障性能分析[J].机械设计与制造.2014
[6].朴春日.关节履带式机器人设计及运动性能研究[D].上海交通大学.2013
[7].朱磊,樊继壮,赵杰,吴晓光,韩震峰.一种多关节履带式机器人自主越障运动规划[J].哈尔滨工业大学学报.2012
[8].王建,谈英姿,许映秋.基于姿态的多关节履带机器人越障控制[J].东南大学学报(自然科学版).2011
[9].陈宗尧,颜国正,王坤东,赵忠华.关节履带式管道检测机器人越障性能优化[J].上海交通大学学报.2011
[10].马履中,王国明,吴伟光,杨启志,赵守明.核环境下关节式履带移动机器人设计与研究[J].机械设计.2010