特種環(huán)境移動機(jī)器人控制系統(tǒng)與越障研究.pdf

1、在一些特種環(huán)境中,如反恐排爆、災(zāi)難救援等現(xiàn)場,特種機(jī)器人被越來越廣泛地用于代替人類執(zhí)行信息獲取、環(huán)境檢測、搜索救援等工作。作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜多變,要求特種機(jī)器人有較好的環(huán)境適應(yīng)性。本文旨在給出一種關(guān)節(jié)履帶式特種機(jī)器人控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案,及其越障過程的相關(guān)理論研究。
　　根據(jù)非結(jié)構(gòu)性作業(yè)環(huán)境對特種機(jī)器人提出的設(shè)計(jì)要求,本文以六履帶四擺臂式結(jié)構(gòu)為行走機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了小巧輕便、運(yùn)動靈活的關(guān)節(jié)履帶式特種機(jī)器人本體;采用鏤空的同步帶輪設(shè)計(jì),使該機(jī)器

2、人的野外環(huán)境適應(yīng)性取得了有效進(jìn)展;以分布式控制模型為架構(gòu)基礎(chǔ),通過無線并行通訊,實(shí)現(xiàn)了完全無拖纜的離線控制系統(tǒng);以模塊化設(shè)計(jì)思路為指導(dǎo),采用插板式組裝方法,有效提升了該機(jī)器人控制系統(tǒng)的擴(kuò)展性和可維護(hù)性;使用圖形化編程,實(shí)現(xiàn)了該機(jī)器人操作界面的儀表化和數(shù)據(jù)信息的可視化。
　　在關(guān)節(jié)履帶式特種機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,機(jī)器人本體端的機(jī)載控制裝置以dsPICFJ12MC202數(shù)字信號處理器為核心,和LMD18200從控控制模塊、LM2576

3、可控電源模塊、無線通訊子系統(tǒng)、可控照明子系統(tǒng)以及兩自由度旋轉(zhuǎn)云臺攝像頭,共同構(gòu)成了一個完整的遠(yuǎn)程運(yùn)動控制系統(tǒng),通過對四臺電機(jī)的動作協(xié)調(diào)和對外圍系統(tǒng)的端口控制,實(shí)現(xiàn)該機(jī)器人對用戶指令和現(xiàn)場環(huán)境的實(shí)時反應(yīng);用戶控制端則集成視頻采集顯示和控制信息收發(fā)功能,利用LabVIEW開發(fā)環(huán)境,給出了友好的人機(jī)交互界面。
　　在履帶式特種機(jī)器人的越障研究工作中,以上述樣機(jī)為模型,從質(zhì)心運(yùn)動學(xué)角度,對機(jī)器人越障,尤其是垂直障礙物的攀越進(jìn)行了動作規(guī)劃、