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《攀爬蛇形機器人運動控制與關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、ThecontrolandjointtorqueanalysisofSnake-likeRobotforClimbingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ChenChunxuSupervisor：Prof.WeiWuSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要蛇形機器人作為一種仿生機器人，是多種學科理論與技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，具有運動靈活、復雜環(huán)境適應能力強等特點，可廣泛應用于科學探險、災難救援、危險環(huán)境作業(yè)等領(lǐng)域，具有重要的研究意義。針對應
2、用于橋梁纜索檢測的攀爬蛇形機器人，本文展開的研究主要包括以下幾個方面：首先介紹了國內(nèi)外具有代表性的蛇形機器人研究現(xiàn)狀，結(jié)合本課題橋梁檢測用攀爬蛇形機器人的需要，設計了一種關(guān)節(jié)模塊正交連接的蛇形機器人。重點介紹了關(guān)節(jié)模塊的機械結(jié)構(gòu)的設計，并詳細闡述蛇形機器人關(guān)節(jié)連接方式、控制器、通信系統(tǒng)和上位機界面的設計。其次，分析了蛇形機器人典型的運動控制方法，在傳統(tǒng)的運動控制函數(shù)的基礎(chǔ)上提出一種更簡潔、高效的運動控制函數(shù)，基于D-H分析法建立蛇形機器人運動學模型，并在MATLAB、Adams下基于運動學模型對運動控制函數(shù)進行分析和仿真，并對蛇形機器人樣機進行實驗以驗證運動
3、控制方法和可行性。然后對蛇形機器人攀爬運動時蛇首關(guān)節(jié)的運動控制進行研究。建立蛇形機器人攀爬運動空間位姿模型，對蛇首關(guān)節(jié)運動進行分析和研究，并對蛇形機器人樣機進行蛇首關(guān)節(jié)運動控制實驗，驗證蛇首關(guān)節(jié)運動控制方法的有效性。最后，分別建立蛇形機器人攀爬運動的動力學模型和靜力學模型，對攀爬運動的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩進行求解，在Adams下，對蛇形機器人攀爬運動的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩進行仿真與分析。并對關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化問題進行分析，提出了一種基于蟻群算法的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化算法。關(guān)鍵詞：蛇形機器人；運動控制；動力學；靜力學；關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩IAbstractAsakindofbionicrobot,thesna
4、ke-likerobotistheproductofmulti-disciplinarytheoryandtechnology,whichhasthecharacteristicsofflexibilityofmovementaswellasastrongadaptabilitytoallkindsofcomplexenvironment.Therobotpossessesveryimportantresearchsignificances,whichcanbeappliedtothescientificexploration,disasterrescue,
5、hazardousenvironmentandotherfields.Towardsapplicationofthesnake-likerobotinthedetectionofbridgecable,thispaperlaunchestheresearchmainlyincludesthefollowingaspects:Firstly,thepaperintroducesthecurrentdevelopmentofthemostrepresentativesnake-likerobotathomeandabroad.Inordertotoapplyth
6、esnake-likerobotinthedetectionofbridgecable,designsamodularsnake-likerobotwithorthogonalconnectingjoints.Withemphasisonthedesignofthemechanicalstructure,andexpoundsthedetailabouttheJointconnectionofsnakerobot,thecontroller,thedesignofthecommunicationsystemandPCinterface.Secondly,th
7、epaperanalyzesthetypicalsnake-likerobotmotioncontrolmethod,putforwardamoreconcise,effectivemovementcontrolfunctiononthebasisofthetraditionalmotioncontrolfunction,establisheskinematicsmodelofsnake-likerobotbasedonDenavit-Hartenbergmethod,analyzesandsimulatecontrolfunctionofsportsinM
8、ATLABandAdamsbasedonthekin
