基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的危險(xiǎn)區(qū)域探測(cè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、近年來，煤礦安全生產(chǎn)問題引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注，我國(guó)政府更是加大力度對(duì)各級(jí)煤礦進(jìn)行整頓和規(guī)范。除了規(guī)范管理之外，還要采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備用于礦難的救護(hù)工作。在煤炭事故發(fā)生后，急需一種能夠代替救護(hù)隊(duì)員第一時(shí)間進(jìn)入災(zāi)區(qū)完成現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)的設(shè)備，將現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)檢測(cè)出來并將數(shù)據(jù)傳回指揮中心，以減少救護(hù)隊(duì)員因到未知地區(qū)進(jìn)行探測(cè)而造成傷亡。作為煤礦救災(zāi)機(jī)器人的研究，本課題研究的目的，就是要研究一種能遙控進(jìn)入人員不宜進(jìn)入的危險(xiǎn)場(chǎng)所，偵察現(xiàn)場(chǎng)情況的探測(cè)機(jī)器人

2、。 本文介紹了山東大學(xué)自主研發(fā)的SDU-LURKER系列危險(xiǎn)區(qū)域探測(cè)機(jī)器人。首先介紹了研發(fā)LURKER課題的來源、背景、意義及國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀。了使大家對(duì)機(jī)器人平臺(tái)有直觀的認(rèn)識(shí)，介紹了機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和內(nèi)部驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，介紹了課題設(shè)計(jì)的方案及指標(biāo)。 本論文構(gòu)建了危險(xiǎn)區(qū)域探測(cè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，并基于運(yùn)動(dòng)學(xué)模型提出了機(jī)器人水平直線運(yùn)動(dòng)和水平轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)的軌跡控制；基于動(dòng)力學(xué)模型可以使實(shí)現(xiàn)一套應(yīng)對(duì)不同障礙物如斜坡、樓梯、

3、陡直障礙等的越障或避障策略。文中給出了較為詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析、推導(dǎo)，并將結(jié)果實(shí)現(xiàn)成算法并應(yīng)用于機(jī)器人實(shí)體上。 文章還利用近年來比較熱門的虛擬樣機(jī)技術(shù)，在ADAMS（機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析）平臺(tái)上分析機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程，并將一些算法進(jìn)行仿真，得到大量仿真數(shù)據(jù)，以判斷是否適合機(jī)器人本體環(huán)境。 最后將研究的算法應(yīng)用于機(jī)器人實(shí)體上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出機(jī)器人實(shí)體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的過渡。 在文章的