爬壁機器人工作空間及越障機構步態(tài)分析研究.pdf

1、爬壁機器人作為一種極限機器人，已經成為當前機器人領域中研究的一個熱點，它能代替人工在極限條件下完成多種作業(yè)任務，降低了人工作業(yè)的難度與風險系數(shù)，無論是在軍用領域還是民用領域都有廣泛的應用空間。作為移動機器人的個重要分支，爬壁機器人涉及機器人學、人工智能、智能控制、計算機視覺等多個領域。
　　在查閱國內外爬壁機器人相關資料的基礎上，以爬壁機器人執(zhí)行諸如偵測勘察等多種實際任務為背景，通過對不同移動機構和越障方式進行對比，我們提出了一種

2、新穎的越障方式，即基于復合連桿尺的雙足爬壁機器人。本文主要是結合越障機構的設計對其在跨臂的工作空間及越障步態(tài)動作進行分析研究。
　　首先，本文介紹了爬壁機器人近年來的發(fā)展狀況以及國內外研究成果。針對爬壁機器人問題的特點，對傳統(tǒng)爬壁機器人的設計思想進行了研究，統(tǒng)計分析爬壁機器人在工作時遇到的障礙類型，對比目前已有的和常用的幾種爬壁機器人的優(yōu)缺點，從而提出復合連桿雙足越障方式。
　　在確定了復合連桿雙足越障方式之后，分析越障機構

3、的傳動技術如何實現(xiàn)。然后，在連桿越障機構在正常運行時，建立工作空間坐標系，分析移動足的工作空間，即末端執(zhí)行器坐標系原點能在空間中活動的最大范圍，運用參數(shù)曲面族的包絡公式確定末端執(zhí)行器的工作空間的界限曲面并進行分析研究。
　　最后再按照任務需要，建立幾種典型的越障模式，對爬壁機器人越障機構進行運動學求解，結合墻壁尺寸特征和機器人自身的越障模塊，對機器人的姿態(tài)位置進行步態(tài)分析計算，求解出幾種常見步態(tài)類動作，以達到建立步態(tài)函數(shù)庫的目的。