导读:本文包含了轮腿机构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:爬楼轮椅,后腿机构,位姿调节,模糊比例—积分—微分
轮腿机构论文文献综述
狄伟翔,曹东兴,张琦,甘晓萌[1]（2019）在《轮腿式爬楼轮椅后腿机构模糊PID控制系统》一文中研究指出为实现爬楼轮椅后腿机构的动作要求,需要一套实时控制策略。采用TMS320F2812作为核心控制芯片,设计了一种复合式模糊比例—积分—微分(PID)后腿位姿调节控制系统。首先,根据爬楼轮椅的功能需求,给出了后腿机构的动作要求,并确定出合理的传感器安装位置;然后,搭建了控制系统的硬件结构,建立了模糊PID控制系统模型,制定出控制规则,并进行了软件开发。最后,构建了基于VC++6. 0的上位机监控界面,并对该控制系统进行了测试和结果分析。实验结果表明:该系统在一定程度上降低了调节过程中的超调现象和稳态误差,提高了系统响应速度。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2019年11期）
杜昱东[2]（2019）在《基于3-CUR并联机构的轮腿式机器人运动性能研究》一文中研究指出为了满足危险环境下的工作要求,极大可能地降低危险环境所带来的危害,本文提出了一种3-CUR并联机构的轮腿式机器人,用来进行危险环境下的探索。本文将3-CUR并联机构作为轮腿式机器人的腿部结构,这样的设计大大提升了轮腿式移动机器人的承载能力,可以适用于一些相对复杂、危险的环境中,代替人工进行探测和救援等任务。本文首先设计出了3-CUR并联轮腿式移动机器人的整机结构,其中包含了对腿部结构、轮子传动以及轮腿切换装置的设计,采用了四个完全相同且相互独立的轮腿系统。每条腿在行走时用叁个伺服电机来进行控制,能够使腿部进行抬起-摆动-落下等动作来向前行走。并阐述了3-CUR并联轮腿式移动机器人在各个运动模式下的工作原理。其次,本文以3-CUR并联轮腿式移动机器人的腿部机构作为研究对象,应用螺旋理论对3-CUR并联机构建立了支部螺旋系,计算出了3-CUR并联机构的自由度,并且使用了D-H法对该机构建立了连杆坐标系分析了其位置反解。并且使用了叁维动态法与数值搜索法求得3-CUR并联结构的工作空间,并对其工作空间进行了阐述。然后从四足步态出发,应用静态稳定性原理和动态稳定性原理对3-CUR并联轮腿式移动机器人的稳定性作出了判断,并且我们从四足移动机器人的运动空间的需求量和前进方向上的最大稳定裕度这两个方面来进行考虑,选取了一种适用于3-CUR并联轮腿式移动机器人的步态方式。最后采用Solidworks软件对3-CUR并联轮腿式移动机器人在给定步态方式下进行了仿真,得出3-CUR并联轮腿式移动机器人在此步态下的步长与步高,以及在行走过程中质心的变化曲线。然后模拟了3-CUR并联轮腿式机器人在跨越凸台和沟壑的运动过程,得出了3-CUR轮腿式机器人可以翻越凸台的最大高度和沟壑的最大宽度,并分析了在跨越凸台和沟壑时质心的变化情况以及在此运动过程中各个腿部电机的受力情况。(本文来源于《中北大学》期刊2019-06-03）
梁世杰[3]（2018）在《基于RPR/RRPR球面并联机构的轮腿式机器人运动性能研究》一文中研究指出轮腿式机器人是移动机器人的一种,由于其较强的越障能力和较高的移动效率,目前广泛应用于救援探测任务中。由于两支链少自由度球面并联机构具有较高的灵活性、较强的承载能力和较大的运动空间,本文将RPR/RRPR球面并联机构应用于轮腿式机器人的腿部结构,能提高轮腿式机器人的灵活性、承载能力以及越障能力。本文主要研究轮腿式机器人的运动性能。本文首先对轮腿式机器人的整体机构进行了设计,包括轮腿式机器人的腿部结构、轮式结构以及轮腿式机器人的传动系统。以RPR/RRPR球面并联机构作为轮腿式机器人的腿部结构,将四个相同的轮腿系统分布在机器人的两侧,且各腿的运动互不干涉,轮子装在RPR/RRPR球面并联机构的球心处,轮子和腿分离,运动互不干涉。轮腿式机器人的传动系统采用同步带和同步轮结构,传动系统的主要功能是实现轮腿式机器人的轮腿切换以及轮式运动。其次,基于螺旋理论建立了腿部RPR/RRPR球面并联机构的数学模型,得到了机构的运动螺旋系和反螺旋系,求出了RPR/RRPR球面并联机构的公共约束,应用矢量法求得了机构的运动学正逆解。使用MATLAB和Solid Works软件验证了机构运动学方程的正确性,并研究了RPR/RRPR球面并联机构工作空间的大小与转动杆和固定杆间夹角大小的关系。然后以马作为例分析了四足动物的慢走步态、小跑步态以及疾驰步态叁种典型步态。根据轮腿式机器人的工作环境,选择慢走步态和小跑步态作为轮腿式机器人腿模式下的运动步态。使用质心投影法分析了轮腿式机器人在慢走步态下的稳定性,通过重力矢量与质心和支撑点构成的叁棱锥各侧面的夹角ζ作为稳定性判据,ζ越大轮腿式机器人在该步态下越稳定;利用虚拟腿原理将轮腿式机器人在小跑步态下的运动等效为两足式运动状态,使用零力矩点法分析了轮腿式机器人在小跑步态的稳定性,通过零力矩点|xZMP||的大小衡量轮腿式机器人在小跑步态下的稳定性,|xZMP||越小表示轮腿式机器人越稳定;求得了轮腿式机器人在斜坡上运动时的最大不倾覆角。最后使用Solid Works软件建立了轮腿式机器人的虚拟样机,设计了轮腿式机器人在慢走步态下和小跑步态下的运动过程,分析了轮腿式机器人在慢走步态和小跑步态下的步长和步高,并得到了轮腿式机器人在慢走步态和小跑步态下质心的变化;设计了沟壑和凸台两种障碍类型以及轮腿式机器人越过这两种障碍的运动过程,分析了轮腿式机器人在越障过程中质心变化和腿部伺服驱动电机力矩的变化规律。(本文来源于《中北大学》期刊2018-04-16）
王林,王洪光,张宏志[4]（2018）在《一种轮腿式悬垂绝缘子检测机器人机构分析》一文中研究指出在输电线路维护中,采用绝缘子检测机器人带电检测输电线路不良绝缘子的应用越来越广泛。基于轮腿式移动机构,针对500kV超高压交流输电线路悬垂绝缘子串的线路环境和绝缘子带电检测作业任务要求,提出了一种悬垂绝缘子检测机器人机构,介绍了其运动原理并确定了机构的尺度参数。运动学分析指出了机器人在运动过程中存在速度冲击的问题,分析了产生速度冲击的原因,并通过合理的运动规划消除了速度冲击。仿真结果表明,运动规划后的机器人冲击减小,运动平稳。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2018年01期）
赵广亮[5]（2017）在《轮腿式爬楼轮椅脚踏板机构设计与研究》一文中研究指出现代社会,越来越多的老年人及肢体残疾人士选择电动轮椅作为出行工具,但普通电动轮椅仅能在平地或小坡度地面上行走,当遇到台阶、沟壑、楼梯等障碍物时就无能为力了。爬楼轮椅的出现虽然解决了这一窘境,但是目前大多数的爬楼轮椅上楼时采用背对楼梯的方式行走,其与我们习惯乘坐轮椅向前行走的方式恰恰相反,这样不仅降低了乘坐者的视野,增加了轮椅操作的复杂性,同时也降低了安全性,为了克服现有爬楼轮椅存在的这一缺陷,本课题设计了一种轮腿式爬楼轮椅,其可以实现乘坐者正对楼梯上楼。本文主要是对爬楼轮椅实现这一功能的核心部件即可调节脚踏板机构进行设计,同时对其进行仿真研究。主要研究内容包括以下几点:1、对轮腿式爬楼轮椅的主要组成机构进行研究并结合人机工程学的设计原理建立人体下肢模型,采用比例关系的方法获得了人体下肢的一些基本参数。在此基础上结合对轮腿式爬楼轮椅上下楼动作的分析为可调节脚踏板机构的设计提出了设计要求,得到了脚踏板机构的设计目标。2、经过对可调节脚踏板机构的功能需求进行分析,发现很难找到一种传统的机械结构能够满足脚踏板机构的需求要求,而变胞机构则可以很好的解决本案的难点。变胞机构的设计理论为可调节脚踏板机构的设计提供了理论基础并以此得到了可调节脚踏板机构的最终方案。3、利用UG和ADAMS软件对可调节脚踏板机构进行了建模与仿真,获取了脚踏板机构和人体下肢等关键点的运动及动力信息,通多对仿真结果进行分析,得知脚踏板机构可以很好的避免爬楼轮椅上楼过程中可能与楼梯梯阶产生的干涉及碰撞,同时又不会给人体下肢带来二次伤害。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-05-01）
吕河[6]（2017）在《轮腿式爬楼轮椅前腿机构力学分析及优化设计》一文中研究指出随着我国老龄化时代的到来,越来越多的老年人出行都需要乘坐轮椅,但普通电动轮椅的功能有限,当遇到沟壑、楼梯等障碍物时就束手无措了。为了满足老年人和残疾人士对于多功能智能轮椅的需求,在已发明的电动爬楼梯轮椅的基础上,本课题对一种轮腿混合式电动轮椅进行研究。本文的主要内容是先对轮椅前腿机构的质心进行运动分析,然后在运动学分析的基础上对轮椅前腿机构进行力学分析以及优化设计。第一,通过分析本文所研究的轮腿式爬楼轮椅的结构组成以及工作原理,进一步完善了前腿机构的运动学分析,即对前腿机构的各杆质心以及它的工作空间进行了研究并通过MATLAB仿真对机构运动学模型和分析的正确性进行了验证,为前腿机构后续的力学分析提供理论基础。第二,在运动学分析基础上利用动态静力分析法建立了轮腿式爬楼轮椅前腿机构的动力学模型,通过动力学方程组序列求解法进行求解得到前腿机构各关键点及各部件的力学规律,利用MATLAB软件进行仿真分析,得到前腿机构关键点的力学特性曲线。第叁,根据腿机构的工作空间大小以及其中心点C处在X方向的受力变化建立了优化模型,利用MATLAB优化工具箱对优化模型进行求解,得出前腿机构的最优杆长。通过对前腿机构改进前后的机构动力学特性以及工作空间仿真结果进行比较分析,能够得知机构结构改进后具有较佳的力学性能,同时前腿机构的工作空间得到提高。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-05-01）
张玉翔[7]（2017）在《轮腿混合式救援机器人的机构设计和性能研究》一文中研究指出近些年来,自然灾害以及人为灾害时有发生,它们威胁人类的安全并引起了人们高度关注。救援机器人的出现不仅降低了灾难带来的损失,更为人类未来的生活提供了安全保障。综合国内外对救援机器人的研究,本文提出了一种新型轮腿混合式救援机器人,该机器人腿部采用3自由度(2-UPS+U)&R串并混联机构,具有承载能力大、工作空间灵活、地形适应性强等优点。首先,对本文提出的救援机器人的整体结构做出详细的介绍,并对单腿机构的位置、各个杆件的速度、加速度、惯性力以及单腿机构的静力学进行了分析和求解,找到了各个关节约束力/力矩、驱动力和机构末端受到外力的关系表达式。其次,根据螺旋理论的知识,求解出单腿机构所受的约束力/力矩,并计算出其少自由度满秩形式的雅克比矩阵、刚度矩阵和柔度矩阵,通过SolidWorks软件中的Simulation插件对大腿机构主要零件进行了有限元仿真,得到了叁种不同站姿下的应力和变形云图,验证了机构的合理性。再次,通过使用空间矢量链方法,建立了机构末端的误差映射模型和误差矩阵,通过误差分离的方法,求解出机构中不可补偿的误差参数,基于蒙特卡洛法完成了对(2-UPS+U)&R机构的灵敏度分析,找出了对机构末端误差影响最大的几何误差源,为提高机构末端精度提供了理论基础。最后,通过计算,选择满足机器人工作要求的电机和电动推杆,根据所选电机参数,设计了相应的控制器电路,并完成了相应的实验。本论文对轮腿混合式救援机器人进行的性能研究,具有重要的理论价值和实际意义,为之后的研究工作提供了充足的理论基础。(本文来源于《燕山大学》期刊2017-05-01）
汪舟,周玮[8]（2016）在《一种轮腿式越障机构的优化设计》一文中研究指出通过研究一种针对阶梯型障碍物的越障模型,设计了一种基于该越障模型的尺寸最优设计算法。通过试值法,实现了按照设计者的要求,自动计算出最优的机械脚尺寸,使得机构的越障效率达到最高。通过实验验证了算法的可行性,使用Matlab编写了用户图形界面,在用户设置障碍物的几何参数和电机性能参数后就可以输出最优的机械脚尺寸及越障时间。有效地提高了此类越障模型的设计效率,为模型的参数设计提供了一种优化方法。(本文来源于《机械传动》期刊2016年09期）
宗保玲[9]（2016）在《可重构八足轮腿式轮椅前腿机构设计及上楼过程运动学仿真》一文中研究指出现代社会,越来越多的老年人及肢体残疾人选择电动轮椅作为出行工具,但普通电动轮椅仅能在平地或小坡度地面上运行,当遇到台阶、沟壑、楼梯等障碍物时就变得无能为力了。为了使轮椅具有上下楼梯、越障、过沟的功能,在分析现有电动爬楼梯轮椅的基础上,本课题设计了一种轮腿复合式电动轮椅。本文主要研究内容是对轮椅前腿机构进行方案改进及设计,同时对轮椅上楼过程进行仿真。第一,针对前腿机构的不足,在原方案的基础上添加了一种升降机构。应用功能方法树模型获得了升降机构多种可行方案并采用直接评分法确定了最优方案,将其与原方案组合得到了前腿机构整体方案并对其构型进行了详细的设计。然后,将多层次虚拟装配模型与通口理论结合,给出了一种新的装配模型,利用本方法对前腿机构进行了装配分析并利用UG对其进行了虚拟装配。第二,根据驱动轮组合方式的不同,轮椅爬楼的过程可以等效为四边形模型、五边形模型、六边形模型变换的过程。根据轮椅的整体结构及要完成的动作,给出轮椅上楼过程的运行策略。在此基础上,对各驱动轮的轨迹进行了规划并给出了轨迹方程。第叁,利用封闭矢量法对叁种行为图模型及前腿机构建立数学模型,并利用MATLAB软件对轮椅上楼梯运动情况进行仿真分析,得到了轮椅关键点及构件的运动规律。同时,利用VC测试软件搭建了平台,实现了MATLAB与VC的交互仿真并对前腿机构进行了仿真,进而验证了理论及仿真的正确性。通过以上分析,可以更加直观了解轮椅的运动规律,为后续轮椅改进及控制提供理论支持。(本文来源于《河北工业大学》期刊2016-05-01）
丛华,王若天,张传清,段久元,陈冰[10]（2016）在《轮腿式移动平台行动机构设计与越障能力分析》一文中研究指出为满足复杂路面越野机动和翻越垂直障碍的能力需求,设计了轮腿结合式移动平台行动机构及相应的翻越障碍物的动作,分析了轮腿结合式行动机构越障过程中的受力情况和动力需求,使用MATLAB计算获得轮腿摆动驱动电机的最大输出转矩,并通过软件ADAMS建立该移动平台整机模型,仿真分析了移动平台翻越障碍的过程。结果表明:该结构设计满足通过200 mm高台所需,获得摆臂电机最小转矩参考值为5.01 N·m,为轮腿式移动平台的进一步研究提供了理论基础和依据。(本文来源于《装甲兵工程学院学报》期刊2016年02期）
轮腿机构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了满足危险环境下的工作要求,极大可能地降低危险环境所带来的危害,本文提出了一种3-CUR并联机构的轮腿式机器人,用来进行危险环境下的探索。本文将3-CUR并联机构作为轮腿式机器人的腿部结构,这样的设计大大提升了轮腿式移动机器人的承载能力,可以适用于一些相对复杂、危险的环境中,代替人工进行探测和救援等任务。本文首先设计出了3-CUR并联轮腿式移动机器人的整机结构,其中包含了对腿部结构、轮子传动以及轮腿切换装置的设计,采用了四个完全相同且相互独立的轮腿系统。每条腿在行走时用叁个伺服电机来进行控制,能够使腿部进行抬起-摆动-落下等动作来向前行走。并阐述了3-CUR并联轮腿式移动机器人在各个运动模式下的工作原理。其次,本文以3-CUR并联轮腿式移动机器人的腿部机构作为研究对象,应用螺旋理论对3-CUR并联机构建立了支部螺旋系,计算出了3-CUR并联机构的自由度,并且使用了D-H法对该机构建立了连杆坐标系分析了其位置反解。并且使用了叁维动态法与数值搜索法求得3-CUR并联结构的工作空间,并对其工作空间进行了阐述。然后从四足步态出发,应用静态稳定性原理和动态稳定性原理对3-CUR并联轮腿式移动机器人的稳定性作出了判断,并且我们从四足移动机器人的运动空间的需求量和前进方向上的最大稳定裕度这两个方面来进行考虑,选取了一种适用于3-CUR并联轮腿式移动机器人的步态方式。最后采用Solidworks软件对3-CUR并联轮腿式移动机器人在给定步态方式下进行了仿真,得出3-CUR并联轮腿式移动机器人在此步态下的步长与步高,以及在行走过程中质心的变化曲线。然后模拟了3-CUR并联轮腿式机器人在跨越凸台和沟壑的运动过程,得出了3-CUR轮腿式机器人可以翻越凸台的最大高度和沟壑的最大宽度,并分析了在跨越凸台和沟壑时质心的变化情况以及在此运动过程中各个腿部电机的受力情况。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
轮腿机构论文参考文献
[1].狄伟翔,曹东兴,张琦,甘晓萌.轮腿式爬楼轮椅后腿机构模糊PID控制系统[J].传感器与微系统.2019
[2].杜昱东.基于3-CUR并联机构的轮腿式机器人运动性能研究[D].中北大学.2019
[3].梁世杰.基于RPR/RRPR球面并联机构的轮腿式机器人运动性能研究[D].中北大学.2018
[4].王林,王洪光,张宏志.一种轮腿式悬垂绝缘子检测机器人机构分析[J].机械设计与制造.2018
[5].赵广亮.轮腿式爬楼轮椅脚踏板机构设计与研究[D].河北工业大学.2017
[6].吕河.轮腿式爬楼轮椅前腿机构力学分析及优化设计[D].河北工业大学.2017
[7].张玉翔.轮腿混合式救援机器人的机构设计和性能研究[D].燕山大学.2017
[8].汪舟,周玮.一种轮腿式越障机构的优化设计[J].机械传动.2016
[9].宗保玲.可重构八足轮腿式轮椅前腿机构设计及上楼过程运动学仿真[D].河北工业大学.2016
[10].丛华,王若天,张传清,段久元,陈冰.轮腿式移动平台行动机构设计与越障能力分析[J].装甲兵工程学院学报.2016
标签：爬楼轮椅; 后腿机构; 位姿调节; 模糊比例—积分—微分;