先进制造技术论文40

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1、所在学院机械电气工程学院2014年1月6日摘要：移动机器人，一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集屮了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果。随着机器人性能不断地完善，移动机器人的应用范围大为扩展，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用。随着科学技术的不断发展，机器人学己经发展成为一门很大学科，可以说一个国家的机器人水平直接反映着这个国家的科技水平，因此了解一下机器人

2、的技术对于我们是很有必要的。关键词：移动机器人传感器机构智能1引言机器人是一个综合了多个学科的发展成果，随着科学技术的发展机器人也己经得到丫空前的发展，当今的世界一个国家的机器人技术完全可以说是代表着这个国家科学技术水平，它的发展是一个国家高科技水平和工业自动化程度的重要标志和体现。曾有人这样说“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化”。而移动机器人是机器人学屮的一个重要分支，且随着传感技术、计算机科学、人工智能及其他相关学科的迅速发展，移动机器人正向智能化和多样变化方向发展，它的应用也越

3、来越广泛，儿乎渗透到所有领域。对于移动机器人，顾名思义就是具有移动能力的机器人。移动机器人相比其他没有能力的机器人，其应用范围要广泛的多，包括制造系统、服务系统，国防、航天及其他社会应用方而。这些应用场合通常都需要机器具有人的灵活的移动能力，而机器人的移动能力取决于它的运动系统。高性能的运动系统是实现机器人各种复杂行为的重要保障，其动作的稳定性、灵活性、准确性、可操作性，将直接影响移动机器人整体的性能。因此，合理选择和设计运动系统是移动机器人设计中一项基本而重耍的工作。通常运动系统是由移动机构和驱动系统组成的，他们在控制系统的指挥

4、下，完成各种动作。2移动机器人的分类移动机器人有很多种，他可以按照不同的角度来进行分类。从工作环境可分为室内移动机器人和室外移动机器人；按运动方式可以分为轮式机移动器人、步行移动机器人、蛇形机器人、履带式移动机器人、爬行机器人等；按控制体系结构可分为功能式结构机器人、行为式结构机器人和混合式机器人；按功能和用途又可以分为医疗机器人、军用机器人，助残机器人、清洁机器人等；按工作空间还可以分为陆地移动机器人、水下机器人、无人飞机和空间机器人等，每种机器人自他的领域里都有不同的功能和作用，他们都在各行各业中为人类服务。轮式机器人是移动机

5、器人中应用最多的一种机器人，在平坦的地而上，用车轮式移动方式是相当优越的。所以轮式机器人在实际生产生活中应用相当广泛，能适应人多数的实际要求。3移动机器人的系统组成虽然说移动机器人的应用场合各有所不同，他们的形状结构看起来也是千奇百怪，但是他们都是由基木的模块搭建起来的。一般来说，移动机器人是由运动系统，感知系统，通信系统和控制系统几个主耍部分组成。其中，控制系统是整个移动机器人的核心。(1)移动系统：对于移动机器人的移动系统其主要包括有轮式移动机构、履带式移动机构、足式移动机构，此外，还有步进式移动机构、蠕动式移动机构、蛇形式移

6、动机构和混合式移动机构，以适应不同的环境和场合。一般的室内移动机器人通常釆用轮式移动结构，室外移动机器人为了适应野外环境的需要多采用履带式行动机构。一些仿生机器人，通常模仿某种生物的运动方式二采用相应的移动机构，例如机器蛇采用蛇行式移动机构，及其与则采用鱼鳍推进式移动机构。其中在这么多种机构中以轮式移动机构的效率最高，腿式的效率最低，但是轮式的移动机构适应能力和对较差，而腿式的适应能力最好。足式移动机构相对于轮式移动机构虽然效率低，但是其实影响要强很多，据调査表明，地球上近一半的地面不适合传统式的轮式或履带式车辆行走，但是一般的多

7、足动物区能在这些地方行动自如，这说明足式机构在这样的环境下有其独特的优势：①足式移动机构对崎岖的路而有很好的适应能力，足式运动方式的立足点是离散的点，可以在可能到达的地面上选择最优的支撑点，而轮式或履带式移动机构必须面临最坏的地形上所用的点；②足式运动方式还具冇主动瞞振能力，尽管地面高低不平机身的运动仍然可以相当平稳；③足式行走式机构在不平的地面和松软的地面上的运动速度较高，能耗较少。所以现代的机器人中采用足式行走机构的也越来越多，尤其是接近人类和动物的具有最好适应性和灵活性的双足和四足。(1)感知系统：环境感知系统能力是移动机器

8、人除了移动之外最基本的一种能力，感知能力的高低直接决定了一个移动机器人的智能性，而感知能力是由感知系统决定的。移动机器人的感知系统相当于人的五官和神经系统，是机器人获取外界环境及进行内部反馈控制的工具，他是移动机器人最重要的部分之一。移动机器人的感