【正文】 四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來 最好的檢驗。 A. Gonzalez Matlab 現(xiàn)有 30 多個工具箱， Simulik 工具箱就是其中應(yīng)用廣泛，影響較大的一個。 其自由度 F=3n2PLPH=3 42 42=2 其中 n為除機架外的構(gòu)件， PL為 n個活動構(gòu)件之間的低副， PH為 n個構(gòu)件之間的高副。 ⑤ 介紹了機器人結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方法，從傳動設(shè)計、零件組成及選用，從設(shè)計方面對機器人的結(jié)構(gòu)進行了詳細說明。上樓時先將輪椅抬高，再水平向前移動，如此重復(fù)這兩個過程直至爬完一段樓梯。 (二 ) 具有越障功能機器人研究 的文獻綜述 Ⅰ 、應(yīng)用： 樓梯是人造環(huán)境中的最常見的障礙，也是最難跨越的障礙之一，爬樓梯機器人的研究是解決當(dāng)前全自主機器人在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下正常工作的重要環(huán)節(jié)之一。經(jīng)過數(shù)十年的研究開發(fā)，它己經(jīng)由 iBOT3000發(fā)展到了iBOT400O，功能也越來越強大，是目前該領(lǐng)域中性能最 高的產(chǎn)品，它的售價在3萬美元左右，相當(dāng)于一輛中檔橋車的價格，難以被普通使用者接受。我國對此類裝置的研究雖然起步較晚，但近年來也涌現(xiàn)了很多這方面的專利，然而投入實際使用的還很少。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本 ；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。對不同任務(wù)和特殊環(huán)境的適應(yīng)性，也是機器人與一般自動化裝備的重要區(qū)別。但是這類裝置仍存在很多不足之處 :重量大、運動不夠靈活、爬樓時在樓梯邊緣造成巨大的壓力，對樓梯有一定的損壞 ；且平地使用所受阻力較大，而且轉(zhuǎn)彎不方便，這些問題限制了其在日常生活中的推廣使用。 步行式爬樓梯裝置爬樓時運動平穩(wěn)，適合不同尺寸的樓梯 。其重量大、運動不夠靈活、爬樓時在樓梯邊緣造成巨大的壓力，對樓梯有一定的損壞；且平地使用所受阻力較大，而且轉(zhuǎn)彎不方便，這些問題限制了其在日常生活中的推廣使用。 為解決以上這些問題，傳感器技術(shù)、計算機控制技術(shù)必將越來越多地應(yīng)用到爬樓梯裝置中，從而提高裝置的自動化程度以及使用安全性、舒適性。 ⑵ 對其運動過程 分析 ，提取出爬樓 機器人關(guān)鍵動作，運用運動學(xué)和動力學(xué)理論分別進行了運動學(xué) （運用 Matlab 進行仿真） 和 動力學(xué)分析，最后對爬樓機器人進行 靜態(tài)穩(wěn)定性分析。 三 、可行性分析 行星輪系是由太陽輪（幾何軸線 固定的齒輪）、 行星輪（隨行星架繞主軸線回轉(zhuǎn)的構(gòu)件）、行星架（支持行星輪 且能承受外力矩 的構(gòu)件） 構(gòu)成的。 五 、參考文獻 [1] 蔡自興編著 .機器人學(xué) .北京 :清華大學(xué)出版社 ， 20xx [2] Robin R. Murphy Introduction to AI Robotics 電子工業(yè)出版社， 20xx [3] 蔡自興 21 世紀機器人技術(shù)的發(fā)展趨勢 南京化工大學(xué)學(xué)報 [4] 國家 863 計劃智能機器人專家組 .機器人博覽 .中國科學(xué)技術(shù)出版社， 20xx [5] 梁斌，王巍，王存恩 .未來我國發(fā)展月球車的初步構(gòu)想 .中國航天， 20xx [6] 蔡鶴皋 .機器人將是 21 世紀技術(shù)發(fā)展的熱點 .中國機械工程第 11 卷 . [7] 羅志增，蔣靜坪 .機器人感覺與多視覺融合 .北京 :機械工業(yè)出版社， [8] 張海洪 龔振邦 . 具有越障功能的全方位移動機構(gòu)研究 . 高技術(shù)通訊 ,20xx [9] 蔡改貧 吳光華 歐陽田 . 越障機器人運動學(xué)分析與仿真 .江西有色金屬 ，. [10]李貽斌，劉明，周風(fēng)余 .移動機器人多超聲傳感器信息融合方法 .系統(tǒng)工程與電子技術(shù)， 1999。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。 另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。 。再次對 周巍老師表示衷心的感謝。 論文密級： □ 公開 □ 保密 （ ___年 __月至 __年 __月） (保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 ) 作者簽名： _______ 導(dǎo)師簽名： _______ 17 _______年 _____月 _____日 _______年 _____月 _____日 18 獨 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計 (論文 )，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知 識產(chǎn)權(quán)爭議。 電機使用單片機進行控制， 通過編碼器構(gòu)成反饋系統(tǒng)；在機器人兩側(cè)裝上激光測距掃描儀，保證機器人與樓梯的在安全距離范圍，通過單片機不斷采集信號， 用 PID 控制電機速度，修正其軌跡；在機器人前端大于越障范圍處安裝 13 激光測距儀，使機器人原速返回另擇路徑。 11 圖 2 機器人機構(gòu)簡圖 樓梯 小車輪 4 傳動齒輪 行星輪 太陽輪 行星架（轉(zhuǎn)臂） 車架 （二）、 研究目標及創(chuàng)新 爬樓 機器人 要求具有在平面行駛和爬樓梯的功能，當(dāng)然也具備轉(zhuǎn)向避障和良好的行走線性軌跡。 9 二 、課題方案 （ 一 ） 、課題研究的主要內(nèi)容 主要研究內(nèi)容 ⑴ 爬樓 機器人的原理研究和機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 輪、履、腿式移動機構(gòu)性能比較 車輪式、履帶式、腿 式移動系統(tǒng)性能比較見 下 表 1所示。 （ 2）機構(gòu)設(shè)計上分類 履帶機器人 履帶式爬樓梯裝置的原理類似于履帶裝甲運兵車或坦克，其原理簡單，傳動效率比較高，行走時重心波動很小，運動非常平穩(wěn)，且使用地形范圍較廣，在一些不規(guī)則的樓梯上也能使用，技術(shù)比較成熟。上樓時先將 負重 抬高，再水平向前移動，如此重復(fù)這兩個過程直至爬完一段樓梯。 4 履帶式結(jié)構(gòu)傳動效率比較高，行走時重心波動很小，運動非常平穩(wěn)，且使用地形范圍較廣，在一些不規(guī)則的樓梯上也能使 用。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。下面分別對國外、國內(nèi)各種類型裝置的發(fā)展作簡要介紹，并分析其各自優(yōu)缺點。內(nèi)蒙古民族大學(xué)物理與機電學(xué)院的蘇和平等人借鑒了 iBOT的爬樓方式，采用星形輪系作為爬樓梯機構(gòu)，設(shè)計了一種雙聯(lián)星形機構(gòu)電動爬樓梯輪椅。 Ⅱ 、對目前研究的狀況分類： （ 1）開環(huán)控制與伺服控制分類 在目前已開發(fā)的研究項目中，開環(huán)控制的機器人主要是運用于為殘疾人 和老人設(shè)計的器械中，需要人的輔助來為其導(dǎo)航，其突出特點的是穩(wěn)定性，確保人的安全性。 7 步行式爬樓梯裝置爬樓時運動平穩(wěn)，適合不同尺寸的樓梯；但它對控制的要求很高，操作比較 復(fù)雜，在平地行走時運動幅度不大，動作緩慢。 ⑦設(shè)計的機構(gòu)在模態(tài)環(huán)境和非模態(tài)環(huán)境下使用情況的對比，驗證其適應(yīng)性。 整個機構(gòu)設(shè)有四個電機，每個電機負責(zé)給一個行星輪機構(gòu)提供動力。不僅可以進行線性系統(tǒng)仿真，也可進行非線性系統(tǒng)仿真，既可以實現(xiàn)連續(xù)時間系統(tǒng)仿真，也可以實現(xiàn)離散時間系統(tǒng)甚至連續(xù) 離散時間系統(tǒng)的仿真，還支持多制式采樣率的系統(tǒng)仿真。 P. Pintado Environment adaptation of a new staircaseclimbing wheelchair， University of CastillaLa Mancha， 20xx. 16 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進行的研究工作所取得的成果。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。 最后，我要特別感謝我 的導(dǎo)師趙達睿老師、和研究生助教熊偉麗