导读:本文包含了轮腿式移动机器人论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:移动机器人,轮腿复合式,越障,快速移动
轮腿式移动机器人论文文献综述
翟羽佳[1]（2019）在《轮腿复合式移动机器人的设计与研究》一文中研究指出随着社会的发展,人类对移动机器人的性能要求也越来越高,通过调研国内外各类移动机器人的研究现状发现:目前传统单一模式的移动机器人在某一领域的应用具备绝对优势,但因自身结构的限制,综合性能提升难度较大,环境适应能力有限;而复合式移动机器人兼具所迭加的移动机器人优点,综合性能的提升空间很大,适应环境能力强,更能满足人类社会的发展需求。本论文对设计的移动机器人要求既能实现高越障又能实现快速移动。基于此,最终决定设计一款轮腿复合式移动机器人。轮腿复合式移动机器人既克服了腿式机器人在相对平坦路面上控制复杂、运行效率低的特点,又克服了单一的轮式机器人环境适应能力有限,越障能力差的不足。首先,为满足机器人在腿式模式下运行时具有高越障能力及复杂环境适应能力,在已有研究的基础上对步行机器人的腿部结构进行分析对比,最终选择了便于控制且综合性能好的单自由度闭链腿部结构中的六杆七副机构。完成腿部结构的设计后,结合目前已有的变形轮与异形轮的设计思想,对腿部结构进行机械设计与结构改进,使其能够实现轮腿两种模式的切换,且在轮式模式下可形成完整轮缘。对轮腿结构进行叁维建模,用Adams进行仿真分析,确保轮腿复合式移动机器人的性能要求能够实现,并通过Matlab分析,确定足端轨迹的有效性。其次,在完成轮腿结构设计与分析的基础上,结合轮腿结构的尺寸对车架进行设计。搭建整机叁维模型并进行性能分析,包括腿式模式下的跨越壕沟、翻越垂直墙、翻越垂直凸台、攀爬斜坡、直线行驶、差速行驶。轮式模式下平坦路面的直线行驶、差速行驶,并对其质心波动、电机输出力矩进行分析。最后,以所设计的样机各零部件的尺寸为依据完成推力轴承、法兰轴承、联轴器、螺栓的选型,对关键零部件进行强度校核,完成样机零部件的加工制作与整机的装配、调试与试验。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-05-28）
李科[2]（2019）在《六轮腿式移动机器人设计及动力学建模研究》一文中研究指出随着移动机器人技术的不断进步,在面对未知复杂路况以及户外救援作业等危险环境时,开发移动性能好、行驶稳定性高以及环境适应性强的移动机器人越来越受到关注。为了解决上述问题,结合课题需求,通过结构设计和理论分析,本文提出了一款六轮腿式全方位移动机器人方案,主要内容如下:首先,叙述了课题研究背景和意义,介绍了国内外在轮腿式移动机器人方面的研究现状,并提出了本文主要研究内容。接着,针对轮腿式移动机器人性能需求,提出机器人行走机构方案,并针对机器人动力部件进行理论计算和电机选型。利用SolidWorks建模软件对移动机器人进行叁维结构设计,并确定整体结构方案。其次,根据独立全转向机构方案,针对移动机器人转向系统进行建模与分析。通过对机器人一般转向情况下动力学建模以及转向特性分析,验证移动机器人的转向性能及其操纵稳定性。然后,通过移动机器人越障过程分析,建立越障过程中各驱动轮的越障动力学模型,给出了动力学分析的理论依据。通过ADAMS动力学仿真分析,验证了移动机器人的越障性能以及驱动电机选型的合理性。最后,总结全文,并对下一步的研究工作提出建议和展望。(本文来源于《安徽工业大学》期刊2019-03-26）
马芳武,倪利伟,吴量,聂家弘[3]（2018）在《主动悬架轮腿式全地形移动机器人俯仰姿态闭环控制》一文中研究指出农业机器人在作业时,不可避免的会出现位姿(质心位置与姿态)的变化。为了实现对其位姿的控制,降低复杂路面对机器人姿态的影响,确保机器人的行驶稳定性,基于汽车多连杆独立悬挂系统,设计了一款轮腿式全地形移动机器人。首先在建立轮腿机器人控制运动学模型的基础上,通过矢量法和欧拉公式得到了1/2整机逆运动学模型,进而求出机身运动俯仰角、作动器工作长度与各腿关节转角的变换关系,并对轮腿机器人的位置和姿态进行解耦控制。为了确保机器人运动学控制模型以及运动学逆解的可靠性,在理论模型的基础上加工了1/4台架并进行了单腿运动学标定与运动学控制验证,结果表明仿真数据与试验数据基本吻合,最大误差控制在1.5%以内。在单腿运动学控制模型正确的基础上,采用比例控制算法在MATLAB中搭建整机轮腿机器人俯仰姿态控制策略,在满足轮腿机器人质心位置不变的条件下实现其俯仰姿态闭环控制;最后在ADAMS中构建轮腿机器人虚拟样机模型,利用MATLAB和ADAMS平台搭建轮腿机器人整机俯仰姿态闭环控制联合仿真模型,仿真结果表明轮腿机器人的俯仰姿态与质心位置均有很好的跟踪效果,其中质心位置误差、姿态误差分别控制在0.2%、2%,结果验证了所述轮腿机器人俯仰姿态闭环控制策略的正确性。(本文来源于《农业工程学报》期刊2018年20期）
马芳武,倪利伟,吴量,聂家弘,徐广健[4]（2019）在《轮腿式全地形移动机器人位姿闭环控制》一文中研究指出轮腿机器人在越障及振动时,不可避免地会出现位姿(质心位置和俯仰、侧倾姿态)的变化。为实现对其位姿的控制,将汽车的多连杆悬挂系统应用到轮腿机器人设计当中,设计了一款新型轮腿式全地形移动机器人,降低复杂地面对轮腿机器人姿态的影响,保证轮腿机器人在复杂环境下自身姿态的稳定性。首先,建立了轮腿机器人的单腿运动学模型,并搭建了单腿试验台架,验证了模型的正确性。接着,针对轮腿机器人的位姿问题分别建立俯仰和侧倾模型,并对轮腿机器人的位姿进行解耦运算,在满足轮腿机器人各质心位置分量(x、y、z)不变的情况下实现其姿态的闭环控制。然后,采用比例控制(P控制)在Simulink中搭建轮腿机器人位姿控制策略。最后,在Adams中创建轮腿机器人虚拟样机,并建立适用于大外倾角的PAC轮胎模型,利用Simulink与Adams联合仿真验证轮腿机器人在立体坡面上的位姿控制效果,仿真结果表明,本文控制算法对轮腿机器人的质心位置和姿态均有很好的跟踪效果,可将质心位置误差、姿态误差分别控制在4.3%和5%以内,验证了本文控制算法的有效性。(本文来源于《吉林大学学报(工学版)》期刊2019年06期）
陈昊[5]（2018）在《核电封头管座焊接用腿式移动作业机器人控制系统设计与实验研究》一文中研究指出超大尺寸工件复杂加工是国家重型装备制造领域的关键问题之一。由于超大尺寸工件普遍重量大不便移动,长期以来加工仅能通过人工方式,加工效率低下,质量难以保证。向超大尺寸工件复杂加工中引入具有移动作业能力的机器人系统成为新的发展趋势。核电封头是超大尺寸工件的典型代表,在国家重点自然科学基金“核电封头与管座复杂空间型面焊接机器人设计方法研究”课题支持下,上海交通大学研究了基于P-P并联构型的新型腿式移动作业机器人并应用于核电封头管座焊接。本文研究该腿式移动作业机器人在核电封头管座焊接环境中应用所需控制方法及实时控制系统并进行相关实验,为机器人在实际环境中的自主移动作业提供方法及系统支持。首先本文针对核电封头管座焊接环境中机器人定位需求,建立基于RGBD视觉传感器管座检测的机器人定位方法。该定位方法充分利用核电封头中管座分布规律建立管座间位置拓扑数据结构,进一步在匹配视觉检测中的管座位置拓扑关系基础上建立机器人与核电封头间的坐标关系。该方法通过直接目标识别获取在核电封头管座焊接环境中机器人相对于核电封头参考位置,无需附加参考物体,具有较高的实用性。其次本文基于并联构型腿式移动机器人性能空间提出核电封头管座覆盖方法并分析机器人全局移动策略,在此基础上建立机器人自主移动规划并设计具有模块化的机器人实时移动控制模型。该模型将机器人运动进行状态划分,并通过运动指令及安全操作两种方式建立外部系统对模型的实时控制。之后本文在以上控制方法和模型基础上设计并实现移动焊接任务的移动作业机器人实时控制系统。根据移动焊接任务提出机器人对于控制系统需求,建立混合行为控制系统框架及PC多核CPU控制系统平台,并搭建控制系统软硬件。控制系统具有高度实时性以及良好的开放性,通过建立基于状态的顺序控制以及基于安全操作的并发控制混合行为提升了机器人控制安全性及对于外界环境的适应和反应能力。最终本文在实验环境中建立控制系统并对控制方法及控制系统性能进行检验,实验初步验证控制方法以及控制系统具有良好的可靠性与稳定性,具备进一步在实际工程环境中进行移动焊接作业的控制系统条件。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-05-01）
苗智英[6]（2018）在《3-PUU轮腿式移动机器人运动性能研究》一文中研究指出作为救援机器人基础平台的移动机器人对救援机器人的性能有着重要的影响。同时移动机器人不仅可以用于救援,还可以用于军事、外太空探测等领域,有着广泛的应用前景。本文提出了一种3-PUU轮腿式并联移动机器人,并对其进行了运动学、稳定性、步态、轨迹规划等方面的研究。首先,以3-PUU并联结构作为移动机器人的主体结构,并联机构的支链作为移动机器人的腿,将全向轮作为移动机器人的轮式结构,从而能够实现各个方向的运动。利用移动副来实现机器人轮式移动和腿式移动的相互转换。其次,根据移动机器人的运动特点对其进行了运动学分析。根据移动机器人轮式移动时最终的运动效果是由叁个全向轮和轮轴的叁个合速度所产生的效果来决定的这一特点,求解出了机器人的速度与全向轮速度之间的关系。对腿式结构的主体进行了运动学分析,求解出机构的位置逆解、位置正解和Jacobian矩阵,对其进行了奇异位形分析,并据此选择合适的机构参数,绘制出了机构的工作空间。然后,根据机器人在移动过程中的受力状态,将移动机器人运动过程中的稳定状态分为静态稳定和动态稳定,通过重心法和ZMP法分别进行了研究。针对3-PUU轮腿式移动机器人的机构特点,提出了一种适用于该移动机器人的行走方式。在运动过程中,同一个并联机构中,利用动静平台相互转换的方式,实现腿部的摆动动作和髋部的前移。在整个机器人结构中,通过共用同一个平台的方式实现两组腿的交替摆动和支撑,从而实现整个机器人的前进。并对轮式结构下的转弯和移动方式进行了阐述。最后,根据移动机器人腿式移动的特点以及机构的运动特性,利用叁次样条插值法对机器人的运动轨迹进行规划,使移动机器人在运动过程中不产生任何冲击。然后通过MATLAB编程利用机构的逆解公式求出机器人移动过程中移动副的杆长变化。(本文来源于《中北大学》期刊2018-04-16）
苗智英,李瑞琴,张启升,梁晶晶,孟宏伟[7]（2018）在《3-PUU轮腿式移动机器人的步态与稳定性分析》一文中研究指出轮腿式机器人兼具轮式的移动速度快和腿式的越障能力强的优势,是新型移动机器人的发展方向。提出了一种基于3-PUU并联机构的轮腿式移动机器人,其具有并联机构的结构简单、刚度大、承载能力强等优势。对3-PUU轮腿式移动机器人的腿式行走步态进行了分析,阐述了轮腿切换原理以及轮式模式下的转向原理。通过重心计算,分析了该机器人在路面上运动的稳定性,确定了最大步长。利用叁次样条插值法推导出了平台的运动轨迹方程,并在Matlab环境下进行仿真,得到平台的位移、速度、加速度变化规律。仿真结果表明,该机器人可实现连续稳定的行走,可用于煤矿井下等危险环境的救援任务。(本文来源于《机械传动》期刊2018年03期）
王雁东[8]（2017）在《一种新型连杆铰接轮腿式移动机器人的设计与分析》一文中研究指出轮腿式移动机器人是移动机器人领域的一个新兴分支,它既在一定程度上保留了轮式机器人在平地上快速而高效的步行性能,又结合了腿式机器人面对未知复杂地形时的越障能力。本文在研究和总结了国内外已有研究成果的基础上,将平行四边形机构引入到轮腿设计中,提出一种新型连杆铰接轮腿式移动机器人的设计方案,并围绕该机器人在结构设计、步态规划、软件仿真、样机制作和实验等方面展开了研究工作。完成了机器人的总体结构设计,尤其是双轮腿结构的设计和运动学分析。连杆铰接的双轮腿结构是本文的主要创新点之一,借助平行四边形机构的运动特性,实现了用一个电机带动两个单轮腿进行完全相同运动的目的,从而增加了机器人总轮腿数。设计了辅助传动机构,以解决平行四边形机构在四杆共线位置的运动不确定性。分析了在轮腿向前滚动过程中,轮缘与地面的支撑状态以及轮腿几何中心的运动规律。基于双轮腿结构的特点,同时借鉴了腿式机器人步态规划中的一些概念和方法,完成了本机器人的步态规划,包括爬行步态、对角步态和滚动步态。对叁种步态的生成原理和可行性进行了说明,同时从静态稳定裕度、重心波动幅度和平均步行速度等多个方面对这叁种步态进行了分析和对比,得出了各自的优缺点以及合适的应用场景。在ADAMS软件中建立了本机器人的仿真模型,并与传统四轮腿移动机器人进行对比,分别在平地和沟渠地面上,对叁种步态进行了仿真测试。仿真结果与理论分析的结果基本吻合,初步验证了双轮腿结构对轮腿式机器人性能的提升,以及叁种步态的可行性和优越性。完成了机器人样机的设计和制作。以样机为对象,叁种步态为内容,平地、鹅卵石地面和模拟台阶为平台,完成了一系列实验,进一步验证了结构设计和步态规划的可行性和实用性,同时也发现了一些问题,为今后的改进工作提供了参考和依据。(本文来源于《天津大学》期刊2017-12-01）
向旭[9]（2017）在《一种可变换轮腿式移动机器人的设计、分析及实验研究》一文中研究指出移动机器人作为机器人重要分支,在地震、核辐射及火灾等未知复杂环境中具有广阔的应用前景。为适应复杂多变的作业环境,推广移动机器人的应用,本文通过创新设计轮腿结构,提出一种具有优越机动性能与越障能力的新型可变换轮腿式移动机器人,研究主要涉及轮腿变换结构设计、轮腿变换运动分析、移动机器人遇障规划、控制系统开发、物理样机搭建、仿真及实验验证等。全文取得的研究成果如下:1.面向复杂未知环境对移动机器人的功能需求,开展可变换轮腿式移动机器人的整体方案设计和轮腿变换结构设计。本文所提的可变换轮腿式移动机器人具有结构简单、越障能力强、稳定性好且控制便捷的优势。2.针对可变换轮腿式移动机器人的移动与越障特征,研究轮腿变换形式,分析机器人不同状态下的运动规律,提出遇障处理策略,为控制策略的制定及越障能力的分析奠定基础。3.依据可变换轮腿式移动机器人运动规律及遇障处理机制,开发手动控制和自动控制系统。在此基础上,探讨机器人机身回转角度与回转运动半径,制定避障策略组合表,为控制算法编写提供依据。4.基于可变换轮腿式移动机器人的结构设计、运动分析和控制系统开发,开展动力学仿真验证,搭建物理样机并进行样机实验,验证本文所设计的移动机器人具备较强的越障能力和良好的移动性能,以及本文工作的有效性。本文研究成果对突破可变换轮腿式移动机器人结构运动分析、控制系统开发等基础理论,推进移动机器人的实际应用具有重要意义。(本文来源于《天津大学》期刊2017-12-01）
耿德强[10]（2016）在《小型轮腿式移动机器人》一文中研究指出目前,移动机器人迅速发展,广泛应用于军事侦察、行星探测、抢险救灾、家庭服务等工作场合。在传统的机器人中,轮式机器人具有较为简单的行走结构和控制方式;腿式机器人对于复杂环境有较强的适应能力;球形机器人拥有封闭的球形外壳,对本身结构、电气系统形成了保护作用,同时具有较强的恢复能力。本文从结合轮式、腿式、球形机器人的优点出发,研制了小型轮腿式移动机器人,主要内容包括:小型轮腿式移动机器人系统设计、机器人运动特性分析、机器人行走控制研究、机器人运动性能仿真与实验。首先,针对轮式、腿式、球形机器人的结构优点,完成了小型轮腿式移动机器人的系统设计。确定采用“两轮并列+四腿对称布置+圆弧轮壳”的主体构型,行走采用偏重心驱动方式,腿部配合爬坡越障,轮壳实现自动复位;采用局部模块化思想,进行了小扭矩电机配合减速器的传动单元设计;同时进行了腿部结构、保护壳、轮壳的设计;对机器人关键承载件进行了强度校核;介绍了传感器和电气系统。其次,对小型轮腿式移动机器人运动特性进行了分析。利用拉格朗日方程建立了机器人的动力学模型,通过Matlab迭代数值求解和Adams仿真,验证了动力学模型的正确性;针对机器人在不同地形下的运动策略,对机器人分别在腿部收缩和伸出状态下的爬坡、越障能力进行了分析。再次,进行了机器人行走控制的理论研究和仿真。将机器人的运动学模型进行线性化处理,转化为状态方程;通过Simlink对状态方程和Adams系统仿真对比,验证了状态方程的准确性。在系统可控的前提下,进行了一系列控制器设计和仿真,状态反馈控制器的设计,实现了机器人在系统输入下快速达到稳态;基于扩展状态变量的速度跟踪控制器的设计,实现了机器人对任意速度的跟踪;基于backstepping思想的轨迹跟踪控制器的设计,实现了机器人对任意轨迹的实时跟踪。最后,针对小型轮腿式移动机器人的运动性能,进行了Adams仿真和样机实验。行走实验验证了两轮偏重心驱动的合理性;自动复位仿真和实验验证了机器人较强的恢复能力;通过机器人爬坡、越障仿真和实验,验证了机器人爬坡、越障能力的理论分析,得到了机器人的结构和性能参数。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
轮腿式移动机器人论文开题报告
（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：
随着移动机器人技术的不断进步,在面对未知复杂路况以及户外救援作业等危险环境时,开发移动性能好、行驶稳定性高以及环境适应性强的移动机器人越来越受到关注。为了解决上述问题,结合课题需求,通过结构设计和理论分析,本文提出了一款六轮腿式全方位移动机器人方案,主要内容如下:首先,叙述了课题研究背景和意义,介绍了国内外在轮腿式移动机器人方面的研究现状,并提出了本文主要研究内容。接着,针对轮腿式移动机器人性能需求,提出机器人行走机构方案,并针对机器人动力部件进行理论计算和电机选型。利用SolidWorks建模软件对移动机器人进行叁维结构设计,并确定整体结构方案。其次,根据独立全转向机构方案,针对移动机器人转向系统进行建模与分析。通过对机器人一般转向情况下动力学建模以及转向特性分析,验证移动机器人的转向性能及其操纵稳定性。然后,通过移动机器人越障过程分析,建立越障过程中各驱动轮的越障动力学模型,给出了动力学分析的理论依据。通过ADAMS动力学仿真分析,验证了移动机器人的越障性能以及驱动电机选型的合理性。最后,总结全文,并对下一步的研究工作提出建议和展望。
（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。
轮腿式移动机器人论文参考文献
[1].翟羽佳.轮腿复合式移动机器人的设计与研究[D].北京交通大学.2019
[2].李科.六轮腿式移动机器人设计及动力学建模研究[D].安徽工业大学.2019
[3].马芳武,倪利伟,吴量,聂家弘.主动悬架轮腿式全地形移动机器人俯仰姿态闭环控制[J].农业工程学报.2018
[4].马芳武,倪利伟,吴量,聂家弘,徐广健.轮腿式全地形移动机器人位姿闭环控制[J].吉林大学学报(工学版).2019
[5].陈昊.核电封头管座焊接用腿式移动作业机器人控制系统设计与实验研究[D].上海交通大学.2018
[6].苗智英.3-PUU轮腿式移动机器人运动性能研究[D].中北大学.2018
[7].苗智英,李瑞琴,张启升,梁晶晶,孟宏伟.3-PUU轮腿式移动机器人的步态与稳定性分析[J].机械传动.2018
[8].王雁东.一种新型连杆铰接轮腿式移动机器人的设计与分析[D].天津大学.2017
[9].向旭.一种可变换轮腿式移动机器人的设计、分析及实验研究[D].天津大学.2017
[10].耿德强.小型轮腿式移动机器人[D].哈尔滨工业大学.2016