1、近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)煤炭資源的開(kāi)發(fā)不斷的增加，隨之而來(lái)的各種礦難事件也不斷增加。由于災(zāi)難發(fā)生的突然性，搜索人員無(wú)法了解礦井下的情況，難以在第一時(shí)間進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，許多礦工因救援不及時(shí)而喪生。因此開(kāi)發(fā)一種用于井下搜索的機(jī)器人就顯得格外重要。
　　本文結(jié)合國(guó)家863項(xiàng)目“煤礦井下搜索機(jī)器人研制”，主要完成了如下的研究?jī)?nèi)容：
　　首先，建立了煤礦搜索機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行分析，基于空間分割和遺傳算法相結(jié)合的

2、混合算法求解機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)。在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，采用牛頓-歐拉法建立煤礦搜索機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)性能和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，為控制提供理論依據(jù)。
　　其次，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行越障能力分析及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃兩方面研究：針對(duì)井下復(fù)雜的地形環(huán)境分析了機(jī)器人的越障能力，規(guī)劃了機(jī)器人爬坡、爬樓梯、跨溝以及翻越垂直障礙的方法和步驟。然后基于動(dòng)力學(xué)仿真軟件 RecurDyn對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真。針對(duì)井下各種復(fù)雜的地形障礙，對(duì)機(jī)器人平地行走、

3、爬坡、爬樓梯、跨越溝壑以及最難翻越的垂直障礙進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，驗(yàn)證了越障能力分析和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃理論的正確性。為控制機(jī)器人越障提供理論依據(jù)。
　　最后，基于模塊化的設(shè)計(jì)思想研制了機(jī)器人的嵌入式控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由主控模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、多傳感器數(shù)據(jù)采集模塊和圖像采集模塊組成。以 ARM芯片為核心設(shè)計(jì)了主控模塊和多傳感器數(shù)據(jù)采集模塊單元；在硬件的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了軟件系統(tǒng)。該嵌入式控制系統(tǒng)能夠控制機(jī)器人完成俯仰、偏航、圖像采集等任務(wù)以及實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與