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基于3D扫描的产品建模在设计、仿真、检测、展示、教学等领域中得到了广泛的应用,大大缩短了产品设计周期、检测周期。对某些特型产品如火箭壳体、导弹壳体、飞机壳体、空间站壳体、载人返回舱等,装配后的扫描建模是不可缺少的环节。 本文根据相关设计指标要求,旨在设计一种大举升高度、重量轻的三维扫描举升平台机器人携带三维扫描仪/摄像机对高大空间物体进行全自动运行、全方位的建模扫描作业。 首先,对国内外目前常用的举升机构形式进行了分析,选择了适合本课题的驱动伸缩结构;对常用的全向移动底盘结构分析并选择合适的全向运动底盘结构。 其次,对结构各细节进行了分析,设计了平台机器人整体结构,详细设计了机器人举升臂。对主要零部件进行了静力学分析,验证结构设计的可靠性。 再次,研究了机器人整体控制系统,分析了机器人运动学模型以及定位与跟踪策略,设计了其PID调节方式,在此基础上完成了控制系统的硬件设计与软件编写。 最后,对机器人样机进行试制,针对样机完成了其初始定位误差校正、里程计与陀螺仪误差校正,对校正后的机器人样机运动底盘进行了直线与圆弧轨迹跟踪实验,验证了控制系统的正确性与稳定性。