知网论文查重样例--牛舍清洁机器人结构设计与避障设计
当前，机器人已经成为人类生活的重要组成部分，在人类的生活、学习与工作中体现得淋漓尽致，极大地提高了其效率。针对机器人的使用方式与使用功能，可以把机器人分为家用、医用与军用等类型。其中，自主智能化服务机器人为机器人技术发展的首要趋势，它是将理论与实践相结合的一门技术，是当今人类所分析与研究的热门。国家在发展，科技在不断地创新，服务类机器人领域的突破也在与时俱进，不断成为人类生活中必不可少的一部分，以清洁机器人为明显［1］。
本文将重点研究牛舍清洁机器人。牛舍清洁工作是一项循环往复的枯燥劳动，工作量大，且做不到24h不间歇地清扫，容易导致牛舍环境气味污染等。牛舍清洁机器人与其他服务类机器人在功能与使用场合上均不相同:服务机器人均是用在固定的区域场合中，环境地图非常清晰明确，而牛舍清洁机器人的环境区域与区域中障碍物种类均是不确定的。因此，需要通过对清洁机器人结构与自主智能控制算法的设计，使得清洁机器人有更合适的行驶路径，并基于相关避障策略实现全方位清扫，从而更加高效、自主地完成牛舍清扫工作任务。
在牛舍清洁机器人机械结构设计完成的基础上，需要考虑清洁机器人运动机构的结构和性能。目前，市场上常见的移动机器人分为履带式、步行式与轮式3种:履带式移动机器人常用在室外，其越过障碍物的能力较强;步行式移动机器人结构设计与驱动机构控制难度大，常用在比较复杂的场合;轮式移动机器人结构设计与驱动控制难度较小，常用在地面相对不复杂的场所，且轮式机器人分为两轮、三轮、四轮与六轮的移动机器人。
电动机分为直流电机和步进电机两种类型，驱动方式的不同则是直流电机与步进电机的主要区别所在。直流电动机移动方式是连续的，并以模拟控制的方式进行相应的驱动;步进电动机的移动方式是分段进行的，或者说是以步阶的方式进行，采用直接控制方式，步阶位置是电机控制的变量。针对直流电机而言，电压是直流电机的控制变量，速度和位置是直流电动机的命令变量，直流电动机对其控制系统会有一个信息反馈，从而控制电机位置。虽然直流电动机结构上非常复杂，但是它调节非常方便，使用的范围广泛，性能良好。电机还可分为有刷电机和无刷电机，其中直流有刷电动机的转动速度很高，损耗很大，寿命短，工作1000h后需要更换电机的电刷，且安装减速的齿轮难度很大，存在寿命短、故障的发生率高等问题，缺点较直流无刷电动机多很多。因此，本设计采用了一款直流无刷电动机作为机器人行走的驱动电机。
首先对清洁机器人运动机构与外形进行设计，并对清洁机器人的相关设备(如电机、电源等)进行选型，清洁机器人通过对各障碍物进行分类识别，提出了基于迂回式路径规划算法和靠墙或牛栏等障碍物的避障策略。按照设计的算法，清洁机器人可以实现全区域覆盖的要求，包括牛舍各个角落的全方位清扫工作。实验证明，该避障策略对清洁机器人更好地避障有着很重要的作用。
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