自上世纪 90 年代以来,以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术、高适应性的移动机器人控制技术,真实环境下的规划技术为标志,开展了移动机器人更高层次的研究。美国MIT人工智能实验室开发的一个人形机器人Cog,使用一套传感系统来模拟人的感官。美国佐治亚理工大学的Nomad 150机器人利用激光传感器构建3-D坐标和地图。美国卡耐基-梅隆大学的BookStore 计划完全采用了视觉作为导航,实现了基于图像表现的视觉定位和导航。美国 NASA 研制的火星探测机器人“索杰娜”于1997年登上火星,2004 年初美国又相继发射了“勇气号”和“机遇号”火星车,引起了全世界的广泛关注。德国慕尼黑国防大学的移动机器人,能够在整幢大楼中进行自主定位和导航,并可以和人类进行多语言交流,完成由人用语言布置的任务。
国内在移动机器人方面的研究起步较晚,主要的研究工作有:清华大学的 THMR-V 自动驾驶小车,香港城市大学的自动导航车和服务机器人,中国科学院沈阳自动化研究所的 AGV和防爆机器人,中国科学院自动化所自行设计和制造的 CASIA-I 全方位移动机器人视觉导航系统等。
近几年,通过足球机器人比赛的广泛开展,移动机器人作为其中的 RoboCup 中型组全自主机器人,在国内高校和科研院所的积极参与下取得了巨大的进展。目前以上海交通大学的“蛟龙”系列,中科院自动化研究所,深圳固高公司和上海广茂达公司的移动机器人发展较为迅速。移动机器人在研究和开发过程中所涉及的研究领域很广,包括智能机器人系统、专家系统、多智能体系统、智能体结构设计、图像处理(image-processing)、传感器数据融合(sensor data fusion)、决策对策、进化算法等。该研究可以催生成熟的一系列高新技术,将为社会经济和文化的发展提供重要手段。
3。主要任务及技术要求与参数
其次,爬楼机器人还要满足以下几个基本要求:(1) 我国《建筑楼梯模数协调标准》规定:楼梯踏步高度a不宜大于 200mm,并不宜小于 150mm;楼梯踏步宽度b ,应采用 220、240、260、280、300、320mm;楼梯踏步高与宽的关系式:2a + b≤600(a-踏步高,b-踏步宽)。机器人要适应规定的尺寸范围,能够顺利的上下楼梯,即强调它的强适应性。 (2) 爬楼机器人的动力系统的参数要符合,国标GB12996—91电动轮椅车的主要技术性能标准。
根据平地或爬楼等不同状况下的实际需要,以国标GB12996—91电动轮椅车为标准,确定动力系统的参数。国标中对电动轮椅车的主要技术性能规定如表所示。
参考上表,以及本装置特点(小车轮比一般车车轮都要小一个规格,速度快,其功率也将提高很多),确定本装置的技术指标如下:最大载重为20kg,平地时最大运行速度为2m/min,最大爬楼速度为每分钟10个台阶。装置携带24V蓄电池自主供电,电池容量为12安时(一次行程20~35km)。
2资料收集2。1寻找相关资料
(1)步行式
早期的爬楼梯装置一般都采用步行式,其爬楼梯执行机构由铰链杆件机构组成。上楼时先将负重抬高, 再水平向前移动,如此重复这两个过程直至爬完一段楼梯。 步行式爬楼梯装置模仿人类爬楼的动作,外观可视为足式机器人,采用多条机械腿交替升降的原理。 步行式爬楼梯装置爬楼时运动平稳,适合不同尺寸的楼梯;但它对控制的要求很高,操作比较复杂,在平时运动不慢。