收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

五轮可重构移动机器人构型设计及研究

谭大伟  
【摘要】: 随着现代化技术的发展,机器人的研究越来越受到广泛的关注,特别是崎岖地面上的移动机器人技术已经成为人们研究的一个热点。本课题在国家自然科学基金项目“轮式机器人在崎岖地面的低能耗通过性控制的方法研究”的支持下,主要致力于适应崎岖地面、能获得整体轨迹信息和满足多任务需求的移动机器人构型设计与研究。 首先,根据目前国内外移动机器人的研究现状和发展趋势,提出一种轻小型、可重构(多构型)、多机动模式、分离式差分器连接三厢车体和具有滑转率测量能力的五轮式移动机器人本体结构方案,进行三维实体参数化建模,结合多目标构型优化,确定机器人整体结构及参数,绘制工程图,研制实验样机。同时对机器人全对称构型、半对称构型、类菱形构型和可倾覆构型加以综合分析,并阐述机器人的七种机动模式及重构对机器人包络空间与机动空间的影响。 其次,从运动学中的位姿变换角度,建立机器人空间解析模型,并分析机器人纵向和横向静态稳定性,从而给出相应设计参数对各指标的影响。 然后,基于地面力学和多目标优化理论,建立机器人与地面相互作用的模型,确定以整机质量最轻、静态稳定性最大和轮子阻力矩最小为目标的构型优化函数,利用MATLAB软件编制多目标M函数文件,并且将其集成在iSIGHT-FD软件平台中,选用可实现全局优化的邻域培植遗传算法(NCGA),分别对机器人的纵向对称构型(全对称、半对称和可倾覆构型的统称)及类菱形构型(区分四轮式与五轮式)进行优化,同时对比分析优化结果。 最后,以研制的实验样机为对象,对各种构型从理论和实际加以对比分析,并分别进行样机的崎岖地面适应能力、通过能力、爬坡能力和机动模式的实验测试。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 何龙;崎岖地面上移动机器人力分布研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 武永见;崎岖地面机器人姿态估计与运动规划关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 栾钰琨;基于电磁屏蔽的机器人驱动轮设计及优化研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李杰,叶楠,庄继德;车辆行驶的沙漠沙剪切特性的研究[J];兵工学报;1999年03期
2 孙鹏;高峰;李雯;孙刚;;深空探测车可变直径车轮牵引通过性分析[J];北京航空航天大学学报;2007年12期
3 岳荣刚;王少萍;焦宗夏;康荣杰;;一种新型轮爪式车轮设计与性能仿真[J];北京航空航天大学学报;2007年12期
4 李翠兰,马培荪,高雪官,曹志奎;一种新型的可被动适应崎岖表面的六轮月球漫游车[J];传动技术;2005年01期
5 谢涛,陈火旺;多目标优化与决策问题的演化算法[J];中国工程科学;2002年02期
6 陶建国;邓宗全;高海波;胡明;;六圆柱-圆锥轮式月球车的设计[J];哈尔滨工业大学学报;2006年01期
7 陶建国;邓宗全;高海波;胡明;王锋;;月球车连杆式差速平衡机构的运动学分析[J];哈尔滨工业大学学报;2009年09期
8 付宜利,徐贺,王树国,马玉林,顾晓宇;沙地环境移动机器人驱动轮的发展概况综述[J];机器人技术与应用;2004年04期
9 徐国保;尹怡欣;周美娟;;智能移动机器人技术现状及展望[J];机器人技术与应用;2007年02期
10 丁希仑;石旭尧;Alberto Rovetta;王志英;徐坤;;月球探测(车)机器人技术的发展与展望[J];机器人技术与应用;2008年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 陈百超;月球车悬架研究及动力学仿真[D];吉林大学;2006年
2 孟宪伟;月球车车体差动平衡机构的设计及分析[D];哈尔滨工业大学;2006年
3 陈泽宇;适用于月球车的可伸缩叶片复式步行轮的研究[D];吉林大学;2007年
4 柳高洁;自行火炮结构动力学分析及优化设计研究[D];南京理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 路君勇;魏冰阳;;CK518数控立式车床进给系统的优化设计分析[J];安阳工学院学报;2009年04期
2 浮红霞;;自主式足球机器人控制系统设计研究[J];办公自动化;2010年02期
3 乔俊福;温泽源;;模糊控制算法在移动机器人中的应用[J];兵工自动化;2012年03期
4 侯勇;赵涛;;基于遗传算法的汽车悬置系统优化软件开发[J];北京工业职业技术学院学报;2009年03期
5 马蔚,姚文席;时空分割运动式大平面屏幕传动系统研究[J];北京机械工业学院学报;2004年01期
6 岳荣刚;王少萍;焦宗夏;康荣杰;;一种新型轮爪式车轮设计与性能仿真[J];北京航空航天大学学报;2007年12期
7 禹鑫燚;高海波;邓宗全;;新型八轮月球车不同运动学建模方法及分析[J];北京航空航天大学学报;2009年04期
8 弓永涛;高峰;李雯;孙鹏;;刚性车轮月面牵引通过性的模型试验[J];北京航空航天大学学报;2009年05期
9 王丽;小型同向双螺杆挤出机扭矩分配齿轮优化设计[J];北京石油化工学院学报;2003年02期
10 张海燕;赵亚鹏;张景霞;;印刷机恒力机构大拉簧的优化设计[J];包装工程;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨海明;陈恒良;朱魁章;杜文飞;;闭式节流制冷器的研制分析[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(工科卷)[C];2005年
2 贾海朋;刘博;郄彦辉;刘波;;刮板输送机轴套结构有限元分析及参数优化[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
3 白新理;张多新;吴泽玉;杨开云;何伟;;结构优化设计课程教学内容改革初探[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
4 严鹤飞;;数控机床主轴结构的改进和优化设计[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
5 王荣本;申振荣;陈百超;张志;金立生;;正反平行四边形悬架在月球车上的应用[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年
6 岳映章;葛文杰;柏龙;;行星探测机器人的移动技术对比分析[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第三届学术会议论文集[C];2006年
7 蒋云峰;苏波;江磊;;载人月球车移动系统的关键技术探讨[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第八届学术年会论文集(上篇)[C];2011年
8 章永兴;钟智攀;陈科;;基于Pro/MECHANICA吊钩的有限元分析及优化设计[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
9 严鹤飞;;数控机床主轴结构的改进和优化设计[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年
10 贺春华;张湘伟;吕文阁;谢庆华;;基于竞选算法的非线性约束优化问题实现[A];数学·力学·物理学·高新技术交叉研究进展——2010(13)卷[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺士晶;核动力装置参数优化设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 汤义;智能交通系统中基于视频的行人检测与跟踪方法的研究[D];华南理工大学;2010年
3 吴锋;基于GPU并行计算的数值模拟与燃煤锅炉系统的优化研究[D];浙江大学;2010年
4 商秀芹;新型进化计算方法及其在炼铁烧结过程建模与优化中的应用[D];浙江大学;2010年
5 庞燕;我国中部地区国际物流运作模式研究[D];中南林业科技大学;2007年
6 徐志鹏;高压气动比例减压阀的结构优化与特性研究[D];浙江大学;2010年
7 周城;数控机床高速液压动力卡盘的研究[D];浙江大学;2011年
8 王茜;风电场与输电网协调规划的模型和方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
9 王筱蓉;冲压增程炮弹进气道型面气动优化方法研究[D];南京理工大学;2010年
10 吴鸿云;集矿机牵引性能若干影响因素研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立;面向非结构化地形的六足步行机器人运动规划研究[D];浙江理工大学;2010年
2 杜峰;某型机器人的路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王良军;智能移动机器人控制系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 田振杰;基于遗传算法的工程项目工期与成本的优化[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 牟伟;新型水下法兰连接机具试验样机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 林鸿蕴;船用封闭行星齿轮传动优化设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 毕国军;高弹性联轴器动态特性试验台研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 隋岩;智能移动机器人路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王丹;纵轴式硬岩掘进机截割机构的力学性能与参数优化[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 谢志诚;三轮全向移动机器人运动控制研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄大明;;永磁直流电机的EMI抑制[J];安全与电磁兼容;2007年05期
2 徐正飞,陆际联,杨汝清,熊光明,杨华;关节式移动机器人越障动态稳定性分析与控制[J];北京理工大学学报;2005年04期
3 辛江慧;李舜酩;廖庆斌;;基于传感器信息的智能移动机器人导航评述[J];传感器与微系统;2008年04期
4 路宏敏,梁昌洪,李晓辉,薛梦麟;开关电源散热器的辐射发射[J];电波科学学报;2005年02期
5 鲁庆;;基于栅格法的移动机器人路径规划研究[J];电脑与信息技术;2007年06期
6 杨兵;刘伟杰;;一种基于可视图的机器人避障路径规划[J];电脑知识与技术;2009年02期
7 俞集辉;贾晋;汪泉弟;李旭;;汽车点火系统传导电磁干扰仿真[J];重庆大学学报;2011年01期
8 董宇欣;;移动机器人路径规划方法研究[J];信息技术;2006年06期
9 陶建国;邓宗全;高海波;胡明;;六圆柱-圆锥轮式月球车的设计[J];哈尔滨工业大学学报;2006年01期
10 丁亮;高海波;邓宗全;陶建国;熊历冰;;月球车轮地相互作用力学模型解耦及其应用[J];哈尔滨工业大学学报;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王磊;GaAs PHEMT非线性模型及毫米波功放单片研究[D];电子科技大学;2008年
2 王军年;电动轮独立驱动汽车差动助力转向技术研究[D];吉林大学;2009年
3 申晓宁;基于进化算法的多目标优化方法研究[D];南京理工大学;2008年
4 何富君;基于多传感器的室内移动机器人环境感知关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 顾嘉俊;移动机器人在非平坦地形上的自主导航研究[D];上海交通大学;2010年
6 金华标;船用电子设备电磁兼容技术研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余青;舰载平台多天线辐射特性及电磁兼容性研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 申可生;商用车驾驶室空气悬置系统仿真分析与优化匹配[D];吉林大学;2011年
3 张振宇;崎岖地面移动机器人运动与估计关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 唐金欢;电子设备电磁兼容仿真模型的简化研究[D];西安电子科技大学;2008年
5 蔡涛;AGV的超声波定位与避障研究[D];西安理工大学;2008年
6 耿华;具有二自由度铰接机器人的动态关联稳定性研究[D];吉林大学;2009年
7 温安邦;基于激光测距仪的室内机器人定位方法研究[D];武汉科技大学;2009年
8 梁海伶;和声搜索算法在函数优化问题中的应用研究[D];东北大学 ;2009年
9 高伟;优化和探索试验设计的信息论模型[D];中国地质大学(北京);2010年
10 杨铭;基于iSIGHT的船型生成及耐波性优化研究[D];武汉理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐云芝;车辆悬挂系统研究的现状和未来[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1998年03期
2 徐向阳,许金霞,徐志英,邵维玲,刘颖;自行火炮车体刚强度有限元分析[J];兵工学报;1996年01期
3 李杰,庄继德,季学武;车辆行驶的沙漠沙承压特性的研究[J];兵工学报;1999年01期
4 蒋轩,孙逢春,郑慕侨;负重轮非线性有限元力学分析及建模研究[J];兵工学报;2000年03期
5 姚养无;火炮后坐仿真试验系统及其动力学数值仿真[J];兵工学报;2001年02期
6 楚志远,杨国来,陈运生;自行火炮非线性有限元动力学仿真方法研究[J];兵工学报;2001年02期
7 毛保全,穆歌;自行火炮总体结构参数的优化设计研究[J];兵工学报;2003年01期
8 方卫国,师瑞峰;飞机方案多目标优化的Pareto遗传算法[J];北京航空航天大学学报;2003年08期
9 邓宗全,高海波,王少纯,胡明;行星轮式月球车的越障能力分析[J];北京航空航天大学学报;2004年03期
10 李海鹏;石博强;张文明;;基于盲数理论的机械稳健性优化设计[J];北京科技大学学报;2006年12期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 邱雪松;邓宗全;胡明;;月球探测车可展开式悬架的设计分析[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 孟宪举;基于稳健设计的含间隙弹性连杆机构分析与综合[D];天津大学;2003年
2 曹衍龙;面向制造环境的公差稳健设计方法与技术的研究[D];浙江大学;2003年
3 李永华;稳健可靠性理论及优化方法研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 王明真;轻型火炮大架的优化设计[D];南京理工大学;2005年
2 刘振宇;农业机械土槽测控系统的设计研究[D];太原理工大学;2005年
3 赵瑞;多目标遗传算法应用的研究[D];天津大学;2005年
4 龚海岳;牵引火炮总体结构多目标优化研究[D];南京理工大学;2006年
5 阮宏博;基于遗传算法的工程多目标优化研究[D];大连理工大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李美萱;;一种模块化移动机器人系统研究[J];赤峰学院学报(自然科学版);2008年04期
2 靳洋;张毅;;基于无线Ad Hoc网络的多移动机器人系统[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年S1期
3 于殿勇,安永植,郭伟;可变履带式移动机器人[J];高技术通讯;1995年01期
4 冯建农,柳明,吴捷;自主移动机器人智能导航研究进展[J];机器人;1997年06期
5 张明路,孟庆浩,彭商贤;基于多传感器的移动机器人对感知环境的识别[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);1998年04期
6 黄操军,李德胜,王祁;移动机器人轨道检出用平面涡流传感器[J];传感器技术;1999年05期
7 陈华志,谢存禧;移动机器人导航及其相关技术的研究[J];机床与液压;2003年04期
8 龚建伟,陆际联,高峻尧;移动机器人失控的安全防范[J];机器人;2003年04期
9 王洪升,田蔚风,金志华;一种面向智能交通的移动机器人控制系统[J];自动化技术与应用;2004年01期
10 李彩虹,宋道金;基于控制器行为特性的移动机器人路径规划的模糊控制[J];机电工程技术;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张鑫;闫茂德;刘玉东;巨永锋;;未知环境下基于禁忌搜索的移动机器人自主导航[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 陈余庆;胡英;马孜;;基于贝叶斯理论的移动机器人相对定位[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 赵晖;王天然;刘德林;;分布式数据库在移动机器人中的应用[A];第十届全国数据库学术会议论文集[C];1992年
4 李俊泉;尹怡欣;;基于心理动力机制的移动机器人[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
5 周火凤;马保离;;离轴式拖车移动机器人的路径跟踪控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 周光明;陈宗海;胡玉锁;陈春林;;复杂未知环境下移动机器人自主探测算法研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
7 鲁守银;马培荪;姜葵峰;;基于机器人的锅炉鳍片管道自动检测技术[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
8 关胜晓;许心德;曹洋;张彦;;移动机器人避开运动障碍物的策略[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
9 马钊;马保离;;参数不确定拖车移动机器人的直线路径跟踪[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 王鸿鹏;刘景泰;;基于非线性Kalman滤波器的轮式滑动转向移动机器人定位误差分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张建松;特殊队员加盟南极科考[N];大众科技报;2007年
2 陈瑜;“科考机器人”是怎么考察极地的?[N];科技日报;2008年
3 本报记者  贾旮菲;“新松”恨不高千尺[N];现代物流报;2006年
4 铭心孙伟;中国机器人首次上南极[N];中国质量报;2007年
5 本报记者 徐晓敬;路上走海底行插上翅膀飞长空[N];辽宁日报;2010年
6 本报记者 张舵吴思;机器人:给企业多少遐想[N];经济参考报;2007年
7 编译 王金元;微型机器人 虫子般灵巧[N];北京科技报;2005年
8 张建松;科考机器人南极建功[N];科学导报;2008年
9 记者 杜华斌;美研制出世界最小移动机器人[N];科技日报;2005年
10 王笑梅;沈阳机器人开始首次南极科考之旅[N];辽宁日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨放琼;基于信息融合的移动机器人定位导航及其深海采矿应用研究[D];中南大学;2010年
2 李鹏;不完善信息融合技术及其在移动机器人中的应用[D];华中科技大学;2010年
3 林吉良;移动机器人故障诊断与容错控制的研究[D];浙江大学;2009年
4 顾嘉俊;移动机器人在非平坦地形上的自主导航研究[D];上海交通大学;2010年
5 欧屹;特种地面移动机器人机械系统设计与分析[D];南京理工大学;2013年
6 海丹;移动机器人与无线传感器网络混合系统的协作定位问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 马勇;多移动机器人路径规划研究[D];华中科技大学;2012年
8 张鑫;移动机器人导航中的轨迹跟踪与群集运动控制研究[D];长安大学;2012年
9 陈家乾;移动机器人自主创建环境地图的研究[D];浙江大学;2009年
10 张亮;移动机器人同步定位与地图重建算法研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王友胜;FastSLAM2.0控制算法与PGR导航法则结合应用的可行性研究[D];大连交通大学;2010年
2 朱俊;移动机器人路径规划及其控制策略的研究[D];西南大学;2010年
3 宋威;基于信息素的群体移动机器人控制系统研究[D];武汉理工大学;2010年
4 虞杨阳;基于模糊PID控制技术的移动机器人研究[D];中北大学;2011年
5 杨延祥;移动机器人运动规划及跟踪控制研究[D];燕山大学;2011年
6 王娟娟;移动机器人路径规划方法研究[D];山东理工大学;2010年
7 肖兵球;基于旋转电弧的焊缝跟踪移动机器人的研究[D];湘潭大学;2010年
8 王振士;基于ARM和μC/OS-II的移动机器人控制系统设计和路径规划研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 崔峰;基于GPS/GIS/GSM的移动机器人定位技术研究[D];河北工业大学;2004年
10 戈新良;基于多种传感器信息融合的移动机器人的环境辨识[D];河北工业大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026