智能排爆机器人

　　本书共27章，详细介绍了智能排爆机器人结构设计、动力驱动、换刀控制、视觉导航、传感探测、精确控制、器件集成及操控装备技术研究过程，汇集了智能排爆机器人的研究成果，反映了智能排爆机器人的发展动态，在理论学习、技术思考、成果借鉴方面可为广大学习者提供帮助，定能促进学习者更好地掌握智能排爆机器人技术的精髓与内涵。本书的主创人员在开发高性能、多用途特种机器人方面具有丰富的研制经验和深厚的技术积累。本书为一部系统、全面、科学、详实、准确、充分表现智能排爆机器人领域新理念、新技术、新方法、新成就的著作和教材，使其既可以作为普通院校相关专业本科生和研究生的参考书，又可以作为从事机器人技术研究和应用的科研人员的技术借鉴书和学习参考书。

　　罗霄，工学博士、副教授，现在北京理工大学计算机学院任职，担任中国图学会计算机图学专委会和图学发展工作委员会委员。主要从事数字图像处理、特种机器人视觉伺服、智能控制相关技术研究。主持完成国家重点研发计划课题1项、国家自然科学基金课题2项，校企合作完成多项横向课题。任现职以来，出版教材专著6部，发表论文20余篇，其中SCI检索14篇，获国家发明专利6项。 罗庆生，工学博士，教授，博士生导师，现在北京理工大学机电学院任职，担任北京理工大学特种机器人技术创新中心主任，北京教学名师，国务院特殊津贴专家，中国大学生创新创业指导教师。主要从事特种机器人技术、机电一体化技术研究，担任12个省部级科研产品设计总师，亲自设计并投入市场的机电一体化产品超过20余项。获国家发明专利45项；、省部级优秀教学成果一、二等奖共6项；获省部级科技进步一、二等奖各3项；主持或完成省部级以上科研项目28项，总经费逾二千万元，出版学术专著21部，发表论文320余篇，其中SCI、EI收录逾100篇。

第1 章　 绪论………………………………………………………………………………… 001

　 1. 1　 排爆机器人的研发背景与应用意义 ………………………………………………… 001

　 1. 2　 排爆机器人的国内外发展沿革与研究现状 ………………………………………… 002

　 　 1. 2. 1　 排爆机器人的国外发展沿革与研究现状 ……………………………………… 002

　 　 1. 2. 2　 排爆机器人的国内发展沿革与研究现状 ……………………………………… 005

　 1. 3　 排爆机器人的制约瓶颈与革新出路 ………………………………………………… 007

　 　 1. 3. 1　 排爆机器人的制约瓶颈 ………………………………………………………… 008

　 　 1. 3. 2　 排爆机器人的革新出路 ………………………………………………………… 010

　 1. 4　 智能排爆机器人的核心理念与关键技术 …………………………………………… 010

　 　 1. 4. 1　 智能排爆机器人的核心理念 …………………………………………………… 011

　 　 1. 4. 2　 智能排爆机器人的关键技术 …………………………………………………… 011

　 1. 5　 本书主要内容与章节安排 …………………………………………………………… 012

第2 章　 智能排爆机器人总体架构与系统组成……………………………………… 018

　 2. 1　 智能排爆机器人的总体架构 ………………………………………………………… 018

　 　 2. 1. 1　 智能排爆机器人的总体架构 …………………………………………………… 020

　 　 2. 1. 2　 智能排爆机器人的子系统组成与相互联系 …………………………………… 020

　 2. 2　 智能排爆机器人履带式车体设计 …………………………………………………… 022

　 　 2. 2. 1　 智能排爆机器人履带驱动装置设计 …………………………………………… 022

　 　 2. 2. 2　 智能排爆机器人履带自动张紧装置设计 ……………………………………… 024

　 　 2. 2. 3　 智能排爆机器人车体减振缓冲机构设计 ……………………………………… 026

　 　 2. 2. 4　 智能排爆机器人履带驱动电动机选型分析 …………………………………… 028

　 2. 3　 智能排爆机器人防爆罐子系统设计 ………………………………………………… 030

　 2. 4　 智能排爆机器人车载电控柜系统设计 ……………………………………………… 030

　 2. 5　 智能排爆机器人机械臂子系统设计 ………………………………………………… 031

　 2. 6　 基于 Ansys 的关键零部件有限元分析与优化设计 ………………………………… 033

　 2. 7　 本章小结 ……………………………………………………………………………… 034

第3 章　 智能排爆机器人运动性能分析 ……………………………………………… 036

　 3. 1　 智能排爆机器人车体行驶原理与运动特性 ………………………………………… 036

　 　 3. 1. 1　 智能排爆机器人车体动力传动原理 …………………………………………… 036

　 　 3. 1. 2　 智能排爆机器人车体传动效率分析 …………………………………………… 037

　 3. 2　 智能排爆机器人车体动力学建模 …………………………………………………… 037

　 3. 3　 智能排爆机器人车体运动学建模 …………………………………………………… 038

　 3. 4　 智能排爆机器人转向特性分析 ……………………………………………………… 040

　 　 3. 4. 1　 智能排爆机器人转向动力学研究 ……………………………………………… 040

　 　 3. 4. 2　 车体转向过程中牵引力与力矩平衡分析 ……………………………………… 041

　 　 3. 4. 3　 车体转向过程中履带正常传动特性分析 ……………………………………… 041

　 3. 5　 智能排爆机器人车体通过性能分析 ………………………………………………… 046

　 　 3. 5. 1　 智能排爆机器人水平越壕性能分析 …………………………………………… 046

　 　 3. 5. 2　 智能排爆机器人垂直越障性能分析 …………………………………………… 047

　 3. 6　 本章小结 ……………………………………………………………………………… 049

第4 章　 智能排爆机器人视觉 SLAM 技术研究 …………………………………… 050

　 4. 1　 视觉 SLAM 研究现状简介 …………………………………………………………… 051

　 　 4. 1. 1　 视觉 SLAM 国内外研究现状 …………………………………………………… 051

　 　 4. 1. 2　 纯视觉 SLAM 国内外研究现状 ………………………………………………… 052

　 　 4. 1. 3　 融合 IMU 信息的视觉 SLAM 国内外研究现状 ………………………………… 054