爬壁机器人底盘结构全向移动自主控制设计

郭家伟，谈 波，陈 华，吴 昊

（1.马鞍山学院大阪医工学院，安徽 马鞍山 243100；2沈阳建筑大学，辽宁 沈阳 110168）

1 引言

机器人作为电子与机械的结构化和智能化最好的体现，被广泛地应用在生活和生产中[1]。在不同的领域中机器人可以代替或协助人工完成各种复杂的任务，尤其在垂直作业环境中，爬壁机器人有效降低作业风险、提高工作效率[2-4]。爬壁机器人通过不同的移动方式可以到不同的区域进行移动作业，因此研究机器人底盘结构全向移动控制意义重大。

目前研究通过底盘电机控制机器人全向移动的方法较多，文献[5]利用旋转电位器计算机器人底盘单元对应的偏转角度，通过电机驱动器控制底盘运动，实现了全向移动机器人的控制。文献[6]将可编程逻辑控制器作为机器底盘的控制器，以研究轮毂电动机和伺服电动机的运动控制为主，并对其进行运动学分析，根据分析结果同步控制8个电动机，实现移动机器人的移动控制。文献[7]以机器人瞬时旋转中心作为切入点进行研究。将底盘视为一个刚体，提出了一种估计关节空间内底盘瞬时旋转中心的算法，精确计算底盘瞬时旋转中心的位置估计值，从而实现底盘全向移动的控制。

在机器人运动学约束方面，文献[8]提出一种爬壁机器人准全向控制方法，考虑粘附系统运动学约束，通过预定的模糊控制方法最大化机器人的可操作性，减少结构的动态干扰，做到机器人平稳导航；同时也有文献[9]考虑工业检测环境，以爬壁机器人无损检测为前提，装配便携式传感器以提高运动与黏着机制的适应性。……