文献类型：期刊文章

作　　者：白云[1] 侯媛彬[2]

BAI Yun;HOU Yuan-bin(Engineering Training Center,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an 710054;College of Electrical and Control Engineering,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an 710054,China)

机构地区：[1]西安科技大学工程训练中心,陕西西安710054 [2]西安科技大学电气与控制工程学院,陕西西安710054

出　　处：《西安科技大学学报》

基　　金：中煤科工集团科技创新项目(KJ3013-XBMJ-03);西安科技大学培育基金(2013024)

年　　份：2018

卷　　号：38

期　　号：5

起止页码：800-808

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、JST、RCCSE、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：针对煤矿灾后复杂的特殊环境,研制了一种具有内圆箍无外圈的叶片轮式蛇形救援机器人。该机器人总长度为1 m,共5节。由蛇头、蛇身和蛇尾组成,其中,蛇头部分由传感器组和夜视仪组成;蛇身部分由5个单元模块、5个连接板、4个正交关节、2个速度舵机组成;蛇尾部分由主控制器、避障模块、通信模块和动力源组成。通过控制正交关节处的方向舵机实现机器人蜿蜒、直线、伸缩、抬头等位姿的改变。机器人的移动机构采用自制叶片轮驱动,具有更好地翻越、攀爬障碍物的能力。通过2个速度舵机驱动10个直流减速电机带动10个叶片轮前进,从而实现控制蛇形机器人运动速度的目的;在此基础上建立机器人运动步态数学模型,分析模型中各个参数对机器人不同运动步态的影响,找到最佳运动参数。在模拟的煤矿巷道中,将仿真得到最佳运动参数运用到对蛇形机器人的运动控制实验中。实验测试表明当蛇形曲线初始角为π/4,机器人偏转角的比例系数为2π时,蛇形机器人蜿蜒和伸缩运动效果最佳。当参数在5到15之间时,蛇形机器人抬头运动效果最佳。该研究为蛇形机器人进一步完成煤矿救援任务奠定了基础。

关 键 词：叶片轮  蛇形机器人 煤矿救援 运动步态 Serpenoid曲线  姿态控制  

分 类 号：TP242]