球形機(jī)器人工程化若干技術(shù)研究.pdf

1、球形機(jī)器人是在傳統(tǒng)機(jī)器人基礎(chǔ)上研發(fā)的一種新型的移動(dòng)機(jī)器人,它具有全方位的運(yùn)動(dòng)方式,是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器人的拓展和補(bǔ)充。不存在翻仰問(wèn)題,具有運(yùn)動(dòng)速度快、承載能力強(qiáng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)少、控制簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。在復(fù)雜環(huán)境中運(yùn)動(dòng)時(shí),球形機(jī)器人全封閉的外殼能有效地保護(hù)其內(nèi)部機(jī)構(gòu)和裝置;如果與障礙物發(fā)生碰撞,球形機(jī)器人還可以經(jīng)過(guò)自身調(diào)整迅速恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。球形機(jī)器人與地面接觸是點(diǎn)面接觸,屬于滾動(dòng)摩擦,具有運(yùn)動(dòng)阻力小、移動(dòng)速度快、轉(zhuǎn)向靈活方便等優(yōu)點(diǎn),其發(fā)展越來(lái)越受到學(xué)者們的

2、關(guān)注。但目前的球形機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模往往是針對(duì)學(xué)者們自行設(shè)計(jì)的球形機(jī)器人而言,不具有通用性。
　　本文的主要工作是在學(xué)習(xí)和總結(jié)前人對(duì)球形機(jī)器人研制的基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)球形機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,建立通用的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并對(duì)爬坡、越障和圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行詳細(xì)分析,并對(duì)球形機(jī)器人進(jìn)行障礙物識(shí)別與面向目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)控制和路徑跟蹤策略方面的研究。硬件中主控板以STM32F103單片機(jī)為控制核心,實(shí)現(xiàn)加速度、超聲波、溫度等