雙足磁吸附五自由度微型爬行機(jī)器人研究.pdf

1、針對(duì)橋梁檢測(cè)、核電站維護(hù)以及石化儲(chǔ)油罐探傷等工作具有一定危險(xiǎn)性的情況，本文設(shè)計(jì)了一種雙足磁吸附五自由度微型爬行機(jī)器人來(lái)替代人類完成這類危險(xiǎn)工作，該機(jī)器人具有運(yùn)動(dòng)靈活、越障能力強(qiáng)、吸附能力強(qiáng)、控制簡(jiǎn)單、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)現(xiàn)有不同結(jié)構(gòu)形式優(yōu)缺點(diǎn)的比較分析，設(shè)計(jì)了一種具有雙足磁吸附五自由度的微型爬行機(jī)器人，使機(jī)器人具備尺蠖、翻轉(zhuǎn)以及旋轉(zhuǎn)等多種運(yùn)動(dòng)方式，并具備較強(qiáng)的越障能力。⑵機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分

2、析。采用D-H參數(shù)法建立了坐標(biāo)變換矩陣，推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)學(xué)的正、逆解以及速度雅可比矩陣;運(yùn)用MATLAB驗(yàn)證了所求解的正確性以及全面性;在此基礎(chǔ)之上，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡仿真。⑶機(jī)器人路徑與軌跡規(guī)劃。將A*算法應(yīng)用于機(jī)器人路徑規(guī)劃，并在MATLAB平臺(tái)上驗(yàn)證了A*算法路徑規(guī)劃的可行性;對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了越障路徑規(guī)劃，指導(dǎo)機(jī)器人的越障方式;分別通過(guò)三次和五次多項(xiàng)式插值法對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)進(jìn)行軌跡規(guī)劃。由于機(jī)器人結(jié)構(gòu)的特殊性，首次提出同時(shí)進(jìn)行路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)