基于小功率電機(jī)的井下機(jī)器人驅(qū)動技術(shù)研究.pdf

1、井下搜救機(jī)器人作為一種功能型機(jī)器人，受到井下各種復(fù)雜環(huán)境的限制。目前科研人員對該類型機(jī)器人的研究仍處于起步階段，井下搜救機(jī)器人研究所面臨的技術(shù)問題主要包括移動機(jī)構(gòu)、自主導(dǎo)航，路徑規(guī)劃技術(shù)、整體防爆安全設(shè)計(jì)、以及動力源技術(shù)等方面。本文主要集中于對動力源技術(shù)的研究，突出描述適用于井下機(jī)器人的驅(qū)動技術(shù)。主要包括對基于本質(zhì)安全型驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)方法，以及相應(yīng)的控制策略進(jìn)行介紹。本文詳細(xì)內(nèi)容如下:
　　深入分析井下機(jī)器人的相關(guān)理論與技術(shù)，主要包括

2、井下機(jī)器人的理論工作環(huán)境，井下機(jī)器人的運(yùn)動機(jī)構(gòu)，井下機(jī)器人需要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)以及井下機(jī)器人所面臨的技術(shù)問題。
　　深入研究了井下機(jī)器人運(yùn)動機(jī)理,包括正運(yùn)動學(xué)以及逆運(yùn)動學(xué)的理論知識，同時(shí)基于通用機(jī)器人運(yùn)動學(xué)方程提出一種簡化的動力學(xué)模型，并對模型進(jìn)行分析，為后續(xù)驅(qū)動技術(shù)研究做準(zhǔn)備。
　　深入研究本質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)本質(zhì)安全防護(hù)且基于小功率電機(jī)的驅(qū)動電路。提出一種基于光電隔離實(shí)現(xiàn)驅(qū)動的本質(zhì)安全保護(hù)的方法。該方法不僅實(shí)現(xiàn)了

3、強(qiáng)電與弱電的隔離，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動電源與驅(qū)動電源的隔離。
　　設(shè)計(jì)了一套基于小功率電機(jī)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由若干特定的電機(jī)進(jìn)行串聯(lián)組合，共同驅(qū)動。電機(jī)之間通過特殊方式進(jìn)行連接，從而避免機(jī)構(gòu)之間出現(xiàn)諧振影響。對機(jī)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型，分析機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程，各個(gè)參數(shù)對機(jī)構(gòu)性能的影響，從而對機(jī)構(gòu)的各個(gè)參數(shù)做進(jìn)一步的優(yōu)化。
　　研究針對基于小功率電機(jī)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，采用分布式控制的方法實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)中各個(gè)電機(jī)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)當(dāng)某個(gè)電機(jī)出現(xiàn)故障