汽车驾驶机器人运动学建模与仿真

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毕业论文

1绪论···1

1.1驾驶机器人的研究背景及意义·1

1.2驾驶机器人的国内外研究现状·1

1.3汽车驾驶机器人运动学建模与仿真的研究现状3

1.4本课题研究内容···3

1.5本章小结4

2驾驶机器人执行机构总体方案设计5

2.1驾驶机器人的要求5

2.2国内典型驾驶机器人结构···6

2.3驾驶机器人执行机构设计···9

2.4本章小结··14

3驾驶机器人主要零部件设计15

3.1机械腿主要零部件设计·15

3.2机械手主要零部件设计·16

3.3本章小结··19

4驾驶机器人运动学建模与仿真·20

4.1建立运动学模型·20

4.2驾驶机器人运动仿真25

4.3仿真结果及分析·26

4.4本章小结··29

5驾驶机器人三维实体模型···30

5.1驾驶机器人的三维模型及零部件安装关系·30

5.2本章小结··32

结论···33

致谢···34

参考文献···35
1 绪论1.1 驾驶机器人的研究背景及意义随着科技的进步与时代的发展，汽车逐渐走进普通百姓的家中，成为人们日常生活的必需品。汽车保有量提高的同时，人们对汽车的使用性能要求也在逐渐上升，例如行驶稳定性、乘坐舒适性、造型美观性、驾驶可靠性等。与此同时国家出台的法律法规也对汽车的污染排放、燃油消耗以及噪声控制等更加严格，这些需求和法规督促着汽车工业的进步，也督促着研究人员进行大量的汽车试验。汽车试验是指在专用试验场或其他专用场地或试验室内，使用专用的仪器设备，依照试验大纲及有关标准，对汽车或总成部件进行各种测试的过程，也可以根据需要在常规道路上或典型地域进行相关试验，如限定公开的实际行驶试验和地区适应性试验等[1]。在进行汽车试验时，一般驾驶员或其他实验人员根据实验内容在室外实验场或是实验室内操控汽车，进行数据采集或是性能检验，但是考虑实验的危险性，许多汽车实验项目并不方便驾驶员或是其他实验人员直接驾驶汽车参与试验。比如汽车制动性能、燃油经济性、尾气排放等实验需要在实验室内进行，驾驶员或是其他实验人员在狭窄的实验室内进行试验时会受到汽车尾气和噪声的影响，有可能对人员造成一定伤害，而在室外进行的汽车碰撞试验、可靠性试验、耐久性试验、恶劣环境下的行驶试验等由于试验本身具有较高的危险性更是不适合驾驶员直接驾驶汽车[2-4]。还有一些需要进行对比分析的试验中，人类驾驶人员很难在两次或多次试验中做到操作相同，不同的驾驶操作可能对试验结果产生一定影响，而经过编程受程序控制的驾驶机器人完全可以避免这一点，而且更方便进行数据的采集。综合以上考虑，需要开发出一种可以替代驾驶员进行长时间、大负荷、高重复性、高危险性工作的机器——汽车试验用驾驶机器人