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Robocup小型组足球机器人设计与优化

何太云  
【摘要】: Robocup足球机器人比赛是世界上影响最大参与范围最广的机器人竞赛,随着机器人科学的不断发展,人工智能越发成为机器人研究的主方向,足球机器人是典型的多智能体系统,它涉及人工智能、智能控制、机器人学、通讯、传感器及机构学等学科¨。小型组足球机器人是足球机器人比赛的一个重要分支,是发展最快最热门的项目之一,它具有速度快、加速度大、比赛节奏快、战略战术应用丰富等特点,因此观赏性和趣味性强。激烈的比赛包含了机器人性能和攻防策略双重对抗,优良的机器人性能是高水平足球机器人的基础,是机器人研发人员孜孜追求的目标之 本文以Robocup小型组足球机器人优化设计为主要研究方向,以提高机器人性能为设计目标。文章首先阐述了足球机器人的发展过程和发展现状,介绍了足球机器人的技术背景和小型组的比赛规则,对机器人的设计具有规范作用。 论文将现有全方位轮理论和小型组足球机器人的特点相结合,设计制造出一种新型全方位轮。通过对全方位机器人的运动特性分析,确定机器人全方位轮分布形式为普通四轮蝶形,并建立一套非接触式反馈的半闭环控制的机器人驱动系统。 通过对文献中已有技术的分析,结合我校机器人特点,设计制造一套由击球装置和挑射装置组成的高性能传射系统,对挑射装置进行Adams动力学仿真分析和优化设计接下来论文提出一种新型带球机构,该机构以铰链连接代替传统的固定式结构,应用塑性材料做阻尼器吸收球的冲量和带球时的震动能量。 论文最后对机器人各个部分做结构优化设计,以动态性能稳定性、可维护性为主要优化目标,将各个功能装置整合到符合比赛规则规定的足球机器人中。利用Proe软件建模计算出机器人的重心位置,计算出机器人所能承受的最大加速度。最后对实际应用中遇到的问题做了总结和展望,提出需要改进和完善的功能。


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