【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于機(jī)器人建模領(lǐng)域，尤其涉及一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法。
技術(shù)介紹
1、隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，輪式驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境作業(yè)中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。這類(lèi)機(jī)器人不僅能夠在平坦地面上靈活移動(dòng)，還能通過(guò)特定的攀爬機(jī)構(gòu)在垂直或傾斜表面上進(jìn)行作業(yè)，極大地?cái)U(kuò)展了其工作范圍和適應(yīng)性。然而，要實(shí)現(xiàn)輪式驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人在各種環(huán)境下的穩(wěn)定、高效作業(yè)，對(duì)其運(yùn)動(dòng)建模的深入研究顯得尤為重要。
2、目前，對(duì)輪式驅(qū)動(dòng)攀爬的研究大多集中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)方面，在運(yùn)動(dòng)建模方面仍存在一些不足，不能很好的反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)和負(fù)壓腔負(fù)壓的關(guān)系，因此，亟需一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，以解決上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，能夠很好的反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)和負(fù)壓腔負(fù)壓的關(guān)系。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，包括：
3、獲取攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；
4、根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)，獲取機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度；
5、對(duì)攀爬機(jī)器人的輪子與壁面接觸的軸線進(jìn)行力矩分析，建立軸線方向的力矩方程；
6、對(duì)攀爬機(jī)器人進(jìn)行正壓力分析，結(jié)合所述力矩方程，獲取攀爬機(jī)器人的正壓力；
7、對(duì)攀爬機(jī)器人的摩擦力進(jìn)行分析，結(jié)合所述運(yùn)動(dòng)加速度、攀爬機(jī)器人的正壓力，建立整體摩擦運(yùn)動(dòng)方程；
8、基于所述整體摩擦運(yùn)動(dòng)方程，結(jié)合滿(mǎn)足行走的約束條件
9、可選的，獲取所述攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括：輪子的橫向距離和縱向距離、機(jī)器人重心到墻面的距離、機(jī)器人的重量、機(jī)器人與豎直方向的傾斜角度、負(fù)壓腔的面積、負(fù)壓腔的壓差、輪子與壁面的靜摩擦系數(shù)、負(fù)壓腔與壁面的靜摩擦系數(shù)。
10、可選的，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)，獲取機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度包括：
11、根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)，獲取機(jī)器人整體角速度；
12、根據(jù)所述整體角速度，獲取輪子的運(yùn)動(dòng)速度；
13、對(duì)輪子到轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離進(jìn)行幾何分析，獲得第一距離；
14、根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)速度，獲取機(jī)器人的線速度；
15、根據(jù)所述第一距離和線速度，建立機(jī)器人的前向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；
16、根據(jù)所述機(jī)器人的前向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，獲取機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度。
17、可選的，所述機(jī)器人的前向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型為：
18、
19、其中，vcx為機(jī)器人速度在x方向上的分量，ωc為機(jī)器人整體的角速度，vl、vr分別為攀爬機(jī)器人左右側(cè)的線速度，d為驅(qū)動(dòng)輪1和驅(qū)動(dòng)輪2的橫向距離。
20、可選的，根據(jù)所述機(jī)器人的前向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，獲取機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度包括：
21、根據(jù)所述機(jī)器人的前向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，獲取機(jī)器人速度在x方向上的分量；
22、對(duì)速度分量進(jìn)行求導(dǎo)，獲取所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度。
23、可選的，所述軸線方向的力矩方程包括：
24、
25、其中，fp是負(fù)壓腔產(chǎn)生的吸附力，d是輪1和輪2的橫向距離，l是輪1和輪4的縱向距離，n1是輪1的正壓力，n2是輪2的正壓力，n4是輪4的正壓力，h是機(jī)器人重心到墻面的距離，g是機(jī)器人的重力，θ是機(jī)器人與豎直方向的傾斜角度。
26、可選的，獲取所述攀爬機(jī)器人的正壓力包括：
27、對(duì)攀爬機(jī)器人的輪子正壓力進(jìn)行分析，結(jié)合所述力矩方程，獲取輪子的正壓力；
28、對(duì)攀爬機(jī)器人垂直于壁面方向進(jìn)行分析，結(jié)合所述輪子的正壓力，獲取垂直于壁面整體的正壓力。
29、可選的，所述整體摩擦運(yùn)動(dòng)方程為：
30、μ1(n1+n2+n3+n4)-2μ2n5-g?cosθ＝acxm
31、其中，μ1是驅(qū)動(dòng)輪與壁面的摩擦系數(shù)，μ2是負(fù)壓腔與壁面的摩擦系數(shù)，n1是輪1的正壓力，n2是輪2的正壓力，n3是輪3的正壓力，n4是輪4的正壓力，h是機(jī)器人重心到墻面的距離，g是機(jī)器人的重力，n5為壁面對(duì)負(fù)壓腔的反向正壓力，θ是機(jī)器人與豎直方向的傾斜角度，acx為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度，m是機(jī)器人的質(zhì)量。
32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：
33、本專(zhuān)利技術(shù)針對(duì)四輪雙負(fù)壓腔的攀爬機(jī)器人，充分考慮機(jī)器人各部分與壁面的相互作用(包括負(fù)壓腔與壁面的相互作用)，建立攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模型。通過(guò)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)得到其運(yùn)動(dòng)所需的負(fù)壓值。在輪式驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方面具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，獲取所述攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括：輪子的橫向距離和縱向距離、機(jī)器人重心到墻面的距離、機(jī)器人的重量、機(jī)器人與豎直方向的傾斜角度、負(fù)壓腔的面積、負(fù)壓腔的壓差、輪子與壁面的靜摩擦系數(shù)、負(fù)壓腔與壁面的靜摩擦系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)，獲取機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，所述機(jī)器人的前向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型為：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，根據(jù)所述機(jī)器人的前向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，獲取機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，所述軸線方向的力矩方程包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，獲取所述攀爬機(jī)器人的正壓力包括：>
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，所述整體摩擦運(yùn)動(dòng)方程為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，獲取所述攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括：輪子的橫向距離和縱向距離、機(jī)器人重心到墻面的距離、機(jī)器人的重量、機(jī)器人與豎直方向的傾斜角度、負(fù)壓腔的面積、負(fù)壓腔的壓差、輪子與壁面的靜摩擦系數(shù)、負(fù)壓腔與壁面的靜摩擦系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)建模方法，其特征在于，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)，獲取機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)攀爬機(jī)器人的運(yùn)...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王權(quán)，曾凡琮，李喜龍，李翔輝，左治江，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：江漢大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。