爬楼梯机器人开题报告.doc

(完整word版)爬楼梯机器人开题报告(完整word版)爬楼梯机器人开题报告(完整word版)爬楼梯机器人开题报告分类号＿＿＿＿＿＿＿＿密级＿＿＿＿＿＿＿＿UDC＿＿＿＿＿＿＿＿编号＿＿＿＿＿＿＿＿江西理工大学开题报告论文题名全方位移动爬楼梯机器人小车的研究申请学位级别＿＿＿工学硕士＿＿＿＿专业名称机械电子工程＿＿学号＿＿＿＿＿＿研究生姓名＿＿＿＿＿＿＿导师姓名、职称＿＿＿＿＿2008年12月目录一、课题意义……………………………………………………………………2（一)具有越障功能移动机器人的简介………………………………………。。。2(二)具有越障功能机器人研究的文献综述…………………………………..4二、课题方案……………………………………………………………………8（一)课题研究的主要内容……………………………………………………8（二)研究目标及创新……………………………………………………10三、可行性分析…………………………………………………………………10四、课题进度安排………………………………………………………………12五、参考文献……………………………………………………………………。。12一、课题意义(一）具有越障功能移动机器人的简介机器人作为一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。对不同任务和特殊环境的适应性,也是机器人与一般自动化装备的重要区别。非结构环境中的多功能全自主的移动机器人技术多年来一直是机器人研究中的热点问题之一．但是非结构环境给移动机器人的运动造成了自主决策和路径规划的困难．越障机器人的研究．对扩展机器人的作业空间，在人不能到达或不便到达的环境中进行作业，具有重要的意义。越障机器人还可用于工业中的一些险难作业，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全,改善劳动环境．减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。其中，移动机器人从事各项事务响应任务时，楼梯是人造环境中的最常见的障碍，也是最难跨越的障碍之一。针对各种不同的运动环境，一直以来移动机器人所采用的运动方式大体包括轮式、履带式、足式等。国外对爬楼梯装置的研究开始得相对较早,最早的专利是1892年美国的Bray发明的爬楼梯轮椅。此后，各国纷纷开始投入此项研究，其中美国、英国、德国和日本占主导地位，技术相对比较成熟，且有一些产品已经投入市场使用。我国对此类装置的研究虽然起步较晚，但近年来也涌现了很多这方面的专利，然而投入实际使用的还很少。总结目前国内外现有的爬楼梯装置和专利,按爬楼梯功能实现的原理主要分为履带式、轮组式、步行式爬楼梯装置。下面分别对国外、国内各种类型装置的发展作简要介绍，并分析其各自优缺点.（l)履带式履带式爬楼梯装置的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其原理简单，技术也比较成熟。英国Baronmead公司开发的一种电动轮椅车,底部是履带式的传动结构，可爬楼梯的最大坡度为35°，上下楼梯速度为每分钟15—-20个台阶.法国Topchair公司生产的电动爬楼梯轮椅,它的底部有四个车轮供正常情况下平地运行使用，当遇到楼梯等特殊地形时，用户通过适当操作将两侧的橡胶履带缓缓放下至地面，然后把这四个车轮收起，依靠履带无需旁人辅助便能自动完成爬楼等功能。履带式结构传动效率比较高，行走时重心波动很小，运动非常平稳，且使用地形范围较广,在一些不规则的楼梯上也能使用。它除了具备爬楼梯功能外，也能作为普通的电动轮椅使用。但是这类装置仍存在很多不足之处:重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏;且平地使用所受阻力较大,而且转弯不方便，这些问题限制了其在日常生活中的推广使用。（2)轮组式轮组式爬楼梯装置按轮组中使用小轮的个数可分为两轮组式、三轮组式以及四轮组式.单轮组式结构稳定性较差，在爬楼过程中需要有人协助才能保证重心的稳定；而双轮组式虽能实现自主爬楼，但由于其体积庞大且偏重，影响了它的使用范围。美国著名发明家DeanKamen发明的了一种能自动调节重心的两轮组式轮椅iBOT。它有6个轮子，前面有一对实心脚轮，后面有两对行星结构的充气轮胎，通过两后轮交替翻转可以上下楼梯。iBOT几乎能适用于所有楼梯，此外它也能在沙滩、斜坡和崎岖的路面上行驶，而且后轮可以直立行走,为使用者提供了更多方便之处,帮助他们能达到正常人的高度。它最大的优点就是在轮椅重心安装了陀螺仪,控制器根据陀螺仪的信号调整重心的位置，使轮椅能在不同状态下保持平衡.经过数十年的研究开发，它己经由iBOT3000发展到了iBOT400O，功能也越来越强大，是目前该领域中性能最高的产品,它的售价