文档介绍：上海大学
硕士学位论文
微小型爬壁机器人机构及控制系统设计
姓名:郭成
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:翁盛隆;谈士力
20050101
摘要关键词:仿生机器人;移动机器人;步态规划;微小型爬壁仿生机器人是能够代替人类进行各种极限作业的移动机器人,它能够进入大楼通风管道进行灾情现场考察、敌情侦察,或进入空间狭窄的核籮管道群之问进行外管壁的检测和维修。因此丌发类似壁虎仿生机构的微小型爬壁机器人具有很高的市场潜力和实用价值。本课题得到国家自然科学基令嗪牛蜕虾J星嗄昕萍计裘餍荋一划嗪牛淖手芯的目的是丌发能像壁虎一样适应各种材质和任意形状蹙面的微小型爬壁仿生机构。本文主要介绍了此微小型爬壁机器人的机构设计、步态规划、控制算法设计、控制系统软/硬件设计等内容。在阅读大量文献和借鉴已有类似成果的基础上,理论联系实际,研制出了体形微小、具有良好机动性的微小型殴足仿生机器人:作者本着“实用化”的目的,并结合实际条件完成了仿尘机器人机械结构殴计和控制系统硬/软件设计等工作。主要内容如下:本文首先介绍了壁虎的吸附机理和移动机理,在此基础诜聁二学原理设计了微小型爬壁机器人的机械整体结构,然后对四足机器人的各种步念进行了分析比较,最终选择静步行三角支撑作为微型爬壁机器人的运动步态,随后基于所选择的步念设计了机器人的运动控制算法,在此基础上设计了爬壁机器人的控制系统硬件电路,并完成嵌入式实时多任务操作系统“痮谏厦娴囊浦补作,编写、调试了控制软件。最后通过实验测试机器人的各种运动性能。实验结果表明,浚机器人运动灵活,能实现日“进、后退和转弯等运动。痮狪晃⑿团辣诨魅上海大学坝士研究生学位论文
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导师签名:翁叠瑶.。日期:巡:三:兰本论文使用授权说明原创性声明本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人己发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑签名:
第一章绪论研究的意义和目的微机电系统,难芯孔慊悼蒲的把亓煊颍婕暗缱庸こ獭⒒倒こ獭⒉牧峡蒲А⑽锢硌А⒒б约吧镆窖等多种工程技术和科学。微型机电系统研究的最终目标是要大量产可导蔎、审用的微机械,并以其体积小、重量轻、耗能低、性能稳定;有利于大批量生低生产成本;惯性小、营振频率高、响应时删短;集约高技术成果,附加值高等特点,使其在生物医学、航空航天、军事和工农业各方面有@ǖ挠τ们熬啊簗机器人技术经过几十年的发展,己在科技和工业生产的各条战线上得到了泛的应用,有效地代替了人们的劳动,如建筑作业、搬运作业、组装作业、生活、救援、仿生、军用、海底勘探、绘图及自动翻译等功能的机器人。随着微电二于技术的出现和飞速发展,又为机器人的微小化提供了可能,使其能满足生物、环境控制、医学、航空航天、数字通讯、微传感技术和灵巧武器等在微小化方面的需微小机器人是研究开发的重要分支。微机器人学是一个多学科交叉的前沿学科;它以机械电子技术为基础,还涉及到化学、计算机科学、材荆科学、生物科学、通信和自动控制等许多领域【。微细加工技术和微型机械电子产品的出现为微小机器人的产生奠定了基础,各种微小机器人的研究成果不断涌现,它己成为举世瞩目的重大科技发展方向。微小机器人技术已经成为机器人的关键技术和前沿技术,微小型机器人技术不仅会在机器人技术方面引起一场革命,而且还可能对经济和社会生活的各个方面产生不可估量的影响【。微小型机器人主要是指大小在笥业幕魅耍琹浴篒的可称为微机器人】。微小机器人可以完成人或大尺寸机器人所不适合或不能完成的任务,在民用、军用、科学实验中有着广阔的应用的景。微小型机器人可进入核电站查找辐射源;微小型的机器人可进入地震废墟搜寻物品及幸存者:微小型军用机器人可以容易地深入敌人后方探取情报、破坏敌方设施:微小型医用机器人可以进入血管中切除阻塞血管的肿瘤;微小型管道机器人可进入煤气管道和核反应堆冷却水管中检查和修补管道的裂缝俊随着微机电系统技术的发展和微小型移动机器人应用领域的不断拓展,已出现了这样一种需求,即用微小型爬壁机器人代替人工进行各种极限作业,如公安消防中使用微小型爬壁机器人进入纵横交织、上下连通的大楼通风管道进行灾情现场考察、敌情侦察、或进入空譐狭窄的核工业管道群之问进行外管壁的检测和求。上海大学硕士研究生学位论文
微小型爬行机器人国内外研究现状和问题维修,这就要求机器人具备微小外形、良好的