一种具有爬坡越障能力的移动机器人_论文

2 0 1 3年 1   1 月   机床 与液压  MACHI NE  T OOL & HYDRAUL I CS   NO V . 2 01 3   第4 1 卷 第2 2期  Vo 1 . 4l   N0 . 2 2   D OI : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1—3 8 8 1 . 2 0 1 3 . 2 2 . 0 0 6   一 种具 有 爬坡 越 障 能 力的 移 动机 器 人  梅 红  ,李云霞  ,李 文阁   ( 1 .山 东理 工大 学农 业工程 与食 品科 学学 院 ,山 东淄博 2 5 5 0 4 9 ;   2 .济 南市技 师 学院 ,山东济 南 2 5 0 0 3 1 )   摘要 :针对 目前 移动机器 人爬 坡 、越障能力不强 的问题 ,设计 了一种新 型的移动 机器人 。该机器 人采用轮 腿式 的移 动  结构 ,兼顾 了腿式移动机器人 和轮式移动机器人 的优点 。位于机器人两 侧的机械腿 ,承担主要 的行走功能 ,通 过机械腿 的  旋转与伸缩 ,可以增 加机器人跨越障碍 的能力 ;机器人 的前后端增加 了辅助机 械腿 ,在机器人 爬坡 的时候 ,后机械 腿可 以  主动为机器 人提供推力 ,增大 了机器人 的爬坡能力 。通过机械腿之 间的协调运 动 ,机器人可 以跨越深 沟路段 。针对 各种路  况 对 移 动 机 器 人 进 行 了运 动 规 划 ,并 建 立 了机 器 人 爬 坡 时 的 动 力 学 模 型 。   关键 词 :移动机器人 ;爬坡能力 ;越障 ;机械腿 ;动力学模型 ;运动规划  中 图分 类 号 :T P 2 4   文 献标 识 码 :B   文 章 编 号 :1 0 0 1 — 3 8 8 1( 2 0 1 3 )2 2—0 1 4— 3   A  Mo b i l e   Ro b o t   wi t h   t h e   Abi l i t y   o f   Cl i mb i ng   a nd   St r i di ng   Ac r o s s   Obs t a c l e s   M EI   Ho n g  . LI   Yu n x i a  .LI   We n g e   ( 1 . S c h o o l   o f   A g r i c u l t u r a l   a n d   F o o d   E n g i n e e r i n g , S h a n d o n g   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y ,   Z i b o   S h a n d o n g   2 5 5 0 4 9 ,C h i n a ;2 . J i n a n   T e c h n i c i a n   I n s t i t u t e , J i n a n   S h a n d o n g   2 5 0 0 3   1 ,C h i n a )   Ab s t r a c t :F o r   t h e   p r o b l e m  t h a t   t h e   c l i mb i n g   a b i l i t y   o f   e x i s t i n g   mo b i l e   r o b o t s   i s   n o t   s t r o n g   e n o u g h, a   n e w  mo b i l e   r o b o t   wa s   d e —   s i g n e d .T h e   r o b o t   h a d   mu l t i   wh e e l — l e g e d   mo v i n g   me c h a n i s m  wh i c h   h a d   t h e   me r i t s   o f   b o t h   wh e e l e d   mo b i l e   r o b o t   a n d   l e g g e d   mo b i l e   r o —   b o t .T h e   me c h a n i c a l   l e g s   o n   b o t h   s i d e s   o f   t h e   r o b o t   u n d e r t o o k   t h e   ma i n   mo v i n g   a b i l i t y .T h e y   c o u l d   a l s o   r o t a t e   a n d   e x p a n d   o r   c o n t r a c t   w h i c h   e n h a n c e s   t h e   a b i l i t y   o f   t h e   r o b o t   t o   s t r i d e   a c r o s s   o b s t a c l e s .A s s i s t a n t   me c h a n i c a l   l e g s   w   e r e   a d d e d   t o   t h e   f r o n t   a n d   b a c k   e n d s   o f   t h e   r o b o t .Wh e n   t h e   r o b o t   c l i mb e d ,t h e   b a c k   me c h a n i c a l   l e g s   c o u l d   g i v e   a   p r o p u l s i v e   f o r c e   w

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