复杂壁面清洁机器人爬行特性分析与控制系统设计
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 符号说明 | 第11-14页 |
| 第1章 绪论 | 第14-24页 |
| 1.1 论文研究背景及研究意义 | 第14-15页 |
| 1.2 爬壁机器人研究现状 | 第15-22页 |
| 1.2.1 爬壁机器人运动分析研究现状 | 第15-19页 |
| 1.2.2 爬壁机器人控制系统研究现状 | 第19-22页 |
| 1.3 课题主要研究内容 | 第22-24页 |
| 第2章 壁面清洁机器人力学特性分析 | 第24-40页 |
| 2.1 壁面清洁机器人系统方案分析 | 第24-26页 |
| 2.1.1 越障及连接机构 | 第24-25页 |
| 2.1.2 清洁机构 | 第25页 |
| 2.1.3 整机结构 | 第25-26页 |
| 2.2 壁面清洁机器人吸附稳定分析 | 第26-32页 |
| 2.2.1 弹簧钢力学分析 | 第26-28页 |
| 2.2.2 壁面清洁机器人空间姿态模型 | 第28页 |
| 2.2.3 滑移分析 | 第28-30页 |
| 2.2.4 倾覆能力分析 | 第30-31页 |
| 2.2.5 滚动下滑条件分析 | 第31-32页 |
| 2.3 壁面清洁机器人越障及转向动态分析 | 第32-38页 |
| 2.3.1 壁面清洁机器人越障过程分析 | 第32-36页 |
| 2.3.2 壁面清洁机器人转向动态分析 | 第36-38页 |
| 2.4 本章小结 | 第38-40页 |
| 第3章 壁面清洁机器人动力学仿真分析 | 第40-50页 |
| 3.1 样机建模 | 第40-43页 |
| 3.1.1 元件属性定义及约束添加 | 第41-42页 |
| 3.1.2 施加载荷 | 第42页 |
| 3.1.3 添加接触及测量函数 | 第42-43页 |
| 3.2 样机分析 | 第43-48页 |
| 3.2.1 行进过程分析 | 第43-45页 |
| 3.2.2 越障过程分析 | 第45-46页 |
| 3.2.3 转向过程分析 | 第46-48页 |
| 3.3 本章小结 | 第48-50页 |
| 第4章 控制系统硬件设计 | 第50-60页 |
| 4.1 控制系统要求 | 第50页 |
| 4.2 控制器基本硬件电路设计 | 第50-53页 |
| 4.2.1 微控制器选型 | 第50-51页 |
| 4.2.2 MCU引脚功能分配 | 第51-52页 |
| 4.2.3 基本电路设计 | 第52-53页 |
| 4.3 电源管理及运动模块设计 | 第53-57页 |
| 4.3.1 电压转换电路 | 第53-55页 |
| 4.3.2 电池电量及电流检测电路设计 | 第55-56页 |
| 4.3.3 运动控制模块设计 | 第56-57页 |
| 4.4 运动感知信息采集模块设计 | 第57-58页 |
| 4.4.1 姿态传感器接口电路 | 第57-58页 |
| 4.4.2 导航与避障碍模块接口电路 | 第58页 |
| 4.5 数据传输模块设计 | 第58-59页 |
| 4.6 PCB设计 | 第59页 |
| 4.7 本章小结 | 第59-60页 |
| 第5章 控制软件及方法设计 | 第60-74页 |
| 5.1 软件设计 | 第60-63页 |
| 5.1.1 系统软件总体框架 | 第60页 |
| 5.1.2 上位机软件及界面设计 | 第60-61页 |
| 5.1.3 下位机软件设计 | 第61-63页 |
| 5.2 多机通讯及工作调度策略 | 第63-67页 |
| 5.2.1 系统组成及工作原理 | 第63-64页 |
| 5.2.2 通讯校验与容错方法 | 第64-65页 |
| 5.2.3 多机器人通讯机制与协议制定 | 第65-66页 |
| 5.2.4 工作策略 | 第66-67页 |
| 5.3 越障策略 | 第67-69页 |
| 5.4 行进算法优化 | 第69-73页 |
| 5.4.1 模糊规则建立 | 第69-71页 |
| 5.4.2 系统建模及分析 | 第71-73页 |
| 5.5 本章小结 | 第73-74页 |
| 第6章 实验研究 | 第74-84页 |
| 6.1 实验方案制定 | 第74-75页 |
| 6.2 基本运动性能测试 | 第75-79页 |
| 6.2.1 功耗测试 | 第75页 |
| 6.2.2 吸附性能测试 | 第75-76页 |
| 6.2.3 直行与转向实验 | 第76-77页 |
| 6.2.4 自动导向实验 | 第77-78页 |
| 6.2.5 越障实验 | 第78-79页 |
| 6.3 工作性能测试 | 第79-82页 |
| 6.3.1 无线通讯效果测试 | 第80-81页 |
| 6.3.2 清洁工作测试 | 第81-82页 |
| 6.4 本章小结 | 第82-84页 |
| 第7章 总结和展望 | 第84-86页 |
| 7.1 总结 | 第84-85页 |
| 7.2 展望 | 第85-86页 |
| 参考文献 | 第86-90页 |
| 致谢 | 第90-92页 |
| 攻读学位期间参加的科研项目和成果 | 第92页 |
