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大直径塔筒爬壁机器人的结构设计与控制算法

目录

大直径塔筒爬壁机器人的结构设计与控制算法（1）．．．．．．．．．．．．．．4

内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.3研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

大直径塔筒爬壁机器人概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1机器人的定义与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.2机器人的发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.3机器人在特殊环境中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.1总体结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.2机械结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.2.1爬壁机构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.2.2支撑结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

3.2.3电池与控制系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

3.3电气结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.3.1传感器模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.3.2电机驱动模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.3.3控制系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.1控制策略选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.2路径规划算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.2.1基于地图的路径规划．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.2.2基于传感器融合的路径规划．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.3驱动控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

4.3.1开环控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

4.3.2闭环控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.4实时性能优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

模拟与实验验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

5.1控制算法模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

5.2实地实验与数据分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.3实验结果分析与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

6.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

6.2存在问题与改进方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

6.3未来发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

大直径塔筒爬壁机器人的结构设计与控制算法（2）．．．．．．．．．．．．．54

内容概述．．．．．．．．．