傷員自平衡轉(zhuǎn)運機器人設計與研究.pdf

1、在災后現(xiàn)場復雜、未知、多變的非結(jié)構環(huán)境中，針對傷員轉(zhuǎn)運工作出現(xiàn)的轉(zhuǎn)運效率低，人力資源消耗大，轉(zhuǎn)運過程傷員的不舒適感、傷情加重甚至二次傷害等問題，本文提出一種基于多平衡機構的耦合模型的全方位自平衡系統(tǒng)，設計研究一款具備高路面通過性，含有自平衡系統(tǒng)的履帶式傷員轉(zhuǎn)運機器人系統(tǒng)，分別針對自平衡轉(zhuǎn)運機器人總體結(jié)構方案、自平衡系統(tǒng)和移動平臺運動特性進行仿真設計分析，結(jié)合其功能指標搭建控制系統(tǒng)，最后完成樣機制作并進行實驗驗證。
　　本文研究內(nèi)容

2、如下:
　　(1)提出了自平衡轉(zhuǎn)運機器人總體方案、結(jié)構的設計與規(guī)劃。針對自平衡專業(yè)機器人的頂端傷員固定裝置、自平衡系統(tǒng)、移動平臺進行設計分析，并完成控制系統(tǒng)整體框架的規(guī)劃與構建。確保傷員固定裝置結(jié)構尺寸合理性的基礎上，實現(xiàn)轉(zhuǎn)運機器人的全方位自平衡功能，復雜路面的高通過性和較好的越障性能;
　　(2)對自平衡轉(zhuǎn)運機器人的運動特性展開深入研究。首先，根據(jù)自平衡系統(tǒng)的結(jié)構特點分析其運動特性，并結(jié)合RPY理論建立自平衡系統(tǒng)的運動學模

3、型;其次，結(jié)合自平衡系統(tǒng)的運動學方程，利用MATLAB軟件基于蒙特卡洛法完成對自平衡系統(tǒng)工作空間云圖的構建;同時針對移動平臺建立其在直線、旋轉(zhuǎn)和圓弧三種行駛路線下的運動學方程;最后，對自平衡轉(zhuǎn)運機器人的爬坡性能和抗傾覆性能進行理論分析與校核。
　　(3)自平衡轉(zhuǎn)運機器人控制系統(tǒng)的設計與搭建。根據(jù)自平衡轉(zhuǎn)運機器人的設計指標和功能要求設計人機交互界面，其中包括運動控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊等。并通過無線傳輸模塊完成對機器人遠程操控的功能。