爬楼梯机器人开题报告
本科毕业设计__全方位移动爬楼梯机器人小车的研究开题报告
分类号＿＿＿＿＿＿＿＿密级＿＿＿＿＿＿＿＿UDC＿＿＿＿＿＿＿＿编号＿＿＿＿＿＿＿＿江西理工大学开题报告论文题名全方位移动爬楼梯机器人小车的研究申请学位级别＿＿＿工学硕士＿＿＿＿专业名称机械电子工程＿＿毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室（或答辩小组）及教学系意见目录一、课题意义 (2)(一)具有越障功能移动机器人的简介 (2)(二) 具有越障功能机器人研究的文献综述 (4)二、课题方案 (8)（一）课题研究的主要内容 (8)（二）研究目标及创新 (10)三、可行性分析 (10)四、课题进度安排 (12)五、参考文献 (12)一、课题意义(一)具有越障功能移动机器人的简介机器人作为一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
爬杆机器人运动原理及动力学研究的开题报告
爬杆机器人运动原理及动力学研究的开题报告一、选题的背景意义随着机器人技术的不断发展，越来越多的机器人应用于工业、军事、医疗等领域。
其中爬杆机器人是一种具有特殊功能和特点的机器人，可以在直立杆、倾斜杆、曲线杆等多种杆状环境中实现机器人运动，具有较高的适应性和实用性。
然而，爬杆机器人的动力学问题是一个重要的问题，影响着机器人的运动性能和稳定性，而针对这个问题的研究还比较薄弱，因此有必要对爬杆机器人的运动原理和动力学问题进行深入研究，为机器人的设计与控制提供理论基础和技术支持。
二、研究内容爬杆机器人的运动原理和动力学问题是一个涉及机器人力学、控制等多学科交叉的问题，本文将从以下几个方面展开研究：1、分析爬杆机器人的运动原理与结构，建立机器人运动模型。
2、分析机器人在杆上运动的动力学特性，包括运动稳定性、杆面摩擦力、杆面反弹力等因素的影响。
3、研究机器人的控制策略，设计合理的控制算法，提高机器人的运动性能和稳定性。
三、研究方法和技术路线本文将采用分析理论、数值模拟、模型实验等多种方法，建立机器人运动模型和控制算法，进行仿真分析和实验验证，实现对爬杆机器人运动原理和动力学问题的深入研究。
具体的技术路线如下：1、理论分析：分析机器人的运动原理和结构特点，建立机器人运动模型，并对机器人运动的动力学方程进行推导和分析。
2、数值模拟：采用多体动力学软件ADAMS进行模拟计算，模拟机器人在杆上的运动，分析机器人的运动稳定性和摩擦力等因素的影响。
3、模型实验：通过在实验室制造机器人样机，开展相关实验研究，验证理论和模拟结果的有效性和可行性。
四、研究预期结果与意义本文的研究将有助于深入掌握爬杆机器人的运动原理和动力学问题，提高机器人的运动性能和稳定性，具有重要的理论和实用价值。
具体的预期研究结果如下：1、建立爬杆机器人的运动模型，分析机器人运动的动力学特性和影响因素。
2、设计合理的控制算法，提高机器人的运动性能和稳定性。
爬楼梯轮椅的研究与分析的开题报告
爬楼梯轮椅的研究与分析的开题报告一、选题背景：随着人类社会的发展，人类对于提高残障人士的生活质量与便利性有着越来越高的要求。
在目前的市场上，电动轮椅已经成为了残障人士出行的主要工具之一。
然而，现有的电动轮椅只能单向爬坡，难以爬楼梯，这就极大的限制了残障人士的出行。
因此，设计一种可以爬楼梯的轮椅是非常有必要和重要的。
二、选题意义：残障人士生活不能和普通人一样方便和顺畅，随着社会的进步，提高其生活质量已成为一项重要的任务。
设计一种可以爬楼梯的轮椅可以极大地方便残障人士，解放他们的出行，为他们带来巨大的便利性。
三、研究内容：本论文旨在研究开发一种可以跨越楼梯的轮椅，主要包括以下几个方面：1.爬楼梯轮椅的组成结构与工作原理的分析研究。
2.爬楼梯轮椅的控制系统设计。
3.设计一套实验测试方案，测试该轮椅的爬楼梯性能。
四、研究方法：1.文献调研法：通过对于现有的爬楼梯轮椅技术研究的文献总结与分析，找到机械、电气等方面的已有措施与不足之处。
2.理论分析法：运用力学、控制理论等方面的知识进行分析研究爬楼梯轮椅的组成结构与工作原理，并提出合理的改进方案。
3.实验测试法：实验测试该轮椅的性能，并提出结论和改进方案。
五、预期目标：研发一种可以爬楼梯的轮椅，其性能达到以下目标：1.可以平稳、轻松、快速地爬楼梯，不受高度限制。
2.掌握运动平稳的技术，不影响残障人士的身体健康。
3.掌握自我平衡技术，在斜坡或平地上保持平衡。
4.方便折叠，方便携带。
以上内容简述了本次研究的选题背景、意义、研究内容、方法和预期目标。
希望能够通过本次研究为残障人士出行提供更便利的工具。
毕业设计、爬杆机器人机械结构设计
1、方案的总体设计
2、模块化机械结构设计与计算
1卡爪的设计与计算
2减速器的设计与计算
3齿轮齿条的设计计算
3、爬竿机器人三维建模
三、完成期限和主要措施
第1—2周（3月2日—3月16日）
查找中文及外文文献，完成开题报告并翻译外文文献。
第3—4周（3月17日—3月30日）
仔细阅读主要参考文献，形成自己对方案的全面认识。
第5—8周（3月31日—4月27日）
整理文献的重点，确定公式。
第9—11周（4月28日—5月18日）
绘制工程图及相关简图。
第12—14周（5月19日—6月8日）
完成毕业设计初稿。
第15—16周（6月9日—6月22日）
修改，定稿并最终通过审核。
四、预期达到的目标
1、各机械的机构简图
2、毕业论文及英文翻译
六、指导教师意见（包括毕业实习）
指导教师签字：
七、系审查意见
系主任签章：
八、学院审查意见
院长签章：
[6]TAVAKOL IM, ZAKERZADEHM R, VOSSOUGHIGR. A hybrid pole climbing and manipulating robot with minimum DOFs for construction and service applications[J]. An International Journal, 2005, 32 (2) : 171-178.
2006年6月哈尔滨工程大学设计了一种爬树机器人该机器人，该爬树机器人机构设计采用曲柄滑块机构、凸轮机构等实现机器人的爬树程[9]。
2009年1月国防科技大学设计了一种全方位爬缆机器人该机器人能够实现在缆索上的全方位运动,可适用于不同粗细的缆线,适合完成一系列缆索自动维护工作[10]。
机器人 开题报告
机器人开题报告机器人开题报告一、引言机器人是一种能够模仿人类行为并执行特定任务的自动化设备。
随着科技的发展，机器人在各个领域的应用越来越广泛，从工业生产到医疗护理，从军事防卫到家庭服务，机器人正逐渐改变着我们的生活方式。
本文将探讨机器人的发展历程、现状以及未来的前景。
二、机器人的发展历程机器人的概念最早可以追溯到古希腊神话中的铜人塔尔豪斯。
然而，真正的机器人起源于20世纪初的工业革命。
1920年代，人们开始研发用于自动化生产的机械臂和传送带系统，这些设备被认为是机器人的前身。
随着电子技术和计算机科学的进步，机器人的功能和智能性得到了极大的提升。
三、机器人的现状目前，机器人已经广泛应用于工业生产领域。
自动化生产线上的机器人能够完成重复、危险或繁琐的工作，提高了生产效率和产品质量。
此外，机器人在医疗、军事、教育等领域也有着重要的应用。
例如，手术机器人可以帮助医生进行高精度的手术操作，减少手术风险；无人机可以用于侦查和救援任务，减少人员伤亡。
四、机器人的挑战与机遇尽管机器人的应用前景广阔，但仍面临着一些挑战。
首先，机器人的智能性和自主性有待提高。
目前的机器人主要是根据预设的程序和规则执行任务，缺乏真正的学习和适应能力。
其次，机器人的安全性和伦理问题也备受关注。
例如，自动驾驶汽车在道路上行驶时可能引发交通事故，这就涉及到责任和法律问题。
此外，机器人的发展也会对人类就业产生影响，可能导致某些岗位的消失。
然而，机器人的发展也带来了巨大的机遇。
随着人工智能的发展，机器人的智能性将得到提升，能够更好地与人类进行交互和合作。
未来，机器人有望在医疗、教育、娱乐等领域发挥更大的作用。
例如，智能机器人可以辅助老年人的日常生活，提供照顾和陪伴；教育机器人可以个性化地辅助学生学习，提高教育质量。
五、结论机器人作为一种具有广泛应用前景的技术，将在未来的社会中发挥越来越重要的作用。
虽然机器人的发展还面临着一些挑战，但随着科技的不断进步，这些问题也将逐渐得到解决。
《四足爬楼梯机器人的设计与研究》
《四足爬楼梯机器人的设计与研究》一、引言随着科技的飞速发展，机器人技术已经广泛应用于各个领域。
其中，四足爬楼梯机器人因其独特的移动能力和适应性，在复杂环境下的应用日益广泛。
本文将重点介绍四足爬楼梯机器人的设计与研究，从理论依据、设计原理、实现过程、技术挑战和未来发展等方面进行详细阐述。
二、理论依据与设计原理四足爬楼梯机器人的设计基于仿生学原理，借鉴了自然界中生物的移动方式。
在楼梯环境中，四足机器人能够通过调整自身的姿态和运动方式，实现稳定爬行。
设计过程中，我们主要考虑了以下几个方面的因素：1. 结构设计与材料选择：机器人采用四足结构，每只足均由驱动系统、关节和末端执行器组成。
材料选择上，我们采用了轻质高强度的合金材料，以减轻机器人的重量并提高其耐用性。
2. 运动学与动力学分析：通过分析机器人在楼梯环境中的运动学和动力学特性，确定合理的运动策略和姿态调整方法。
3. 控制系统设计：采用先进的控制算法和传感器技术，实现机器人的精确控制和稳定运动。
三、实现过程四足爬楼梯机器人的实现过程主要包括硬件设计、软件开发和系统集成三个部分。
1. 硬件设计：根据设计要求，选择合适的传感器、电机、驱动器等硬件设备，并进行电路设计和机械结构设计。
2. 软件开发：编写机器人控制程序，实现机器人的运动控制、姿态调整、传感器数据采集等功能。
3. 系统集成：将硬件和软件进行集成，进行实验测试和性能优化，确保机器人能够稳定地在楼梯环境中爬行。
四、技术挑战四足爬楼梯机器人的设计与实现面临以下技术挑战：1. 运动规划与控制：如何实现机器人在楼梯环境中的稳定运动和姿态调整是技术难点之一。
需要设计合理的运动规划和控制算法，确保机器人在复杂环境下的稳定性和可靠性。
2. 动力学与稳定性问题：机器人需要具备足够的动力和稳定性才能应对不同高度和形状的楼梯。
在设计和制造过程中，需要考虑动力学特性和稳定性的平衡问题。
3. 传感器与数据处理：机器人需要配备高精度的传感器和数据处理系统，以实现对环境的感知和实时控制。
机械开题报告爬杆作业机器人设计
爬杆作业机器人设计1．选题背景及其意义随着国民经济的飞速增长，人民生活水平的提高，城镇中随之矗立起无数电线杆、路灯杆、大桥斜拉钢索等高层建筑。
这些高层建筑壁面多采用油漆、电镀、玻璃铜结构等，长期以来会形成灰尘层，酸污染影响城市的美观，同时空气中混合的酸性物质也会对这些城市建筑特别是金属杆件造成损坏，加快它们的生锈，并缩短它们的使用寿命，需要定期进行壁面维护工作。
它们通常高5-30米，有的甚至高达百米，会给操作人员带来不便和危险。
因此本课题拟设计一爬杆机器人，可以在没有障碍的光杆上爬行，代替人工进行这些高空危险作业，从而把人从危险、恶劣、繁重的劳动环境中解脱出来。
具有良好的经济效益和社会效益。
2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）机器人技术是近30年来迅速发展起来的一门综合学科。
它综合了力学、机构学、机械设计学、计算机工程、自动控制、传感技术、电液驱动技术、人工智能、仿生学等学科的有关知识和最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就。
尤其是进入80年代以来，机器人技术的进步与其在各个领域的广泛应用，引起了各国专家学者的普遍关注。
许多发达国家均把机器人技术的开发、研究列入国家高新技术发展计划。
移动机器人作为机器人学的一个重要分枝，其研究工作始于20世纪60年代。
移动机器人的最成功应用是自动化生产系统中的物料搬运，用于完成机床之间、机床与自动仓库之间的工件工具传送。
移动机器人的运动灵活性能，大大增加了生产系统的柔性和自动化程度。
现在，移动式机器人的研究开发除上述应用外，还涉及许多其他应用领。
如在建筑领域完成混凝土的铺平、壁面的装修、检查和清洗：采矿业中行隧道的掘进和矿藏的开采、农林业中从事水果采摘、树枝修剪、圆木搬运；军事上用于探测侦察、爆炸物处理。
福利方面进行盲人引导，病员护理等。
爬行机器人是机器人大家族中的一员，爬升机器人因为需要克服重力的作用而可靠地依附于爬升表面上并自主移动，完成特定条件下的作业，区别于平面移动机器人，故爬升机器人是机器人领域的一个重要研究分支，从运动方式上来表征的一种机器人，形式是多种多样的。
爬壁机器人设计及动力性能研究的开题报告
爬壁机器人设计及动力性能研究的开题报告一、研究背景及意义随着自动化技术的不断发展，机器人在各个行业的应用越来越广泛。
其中，爬壁机器人可以在复杂的环境下进行高空、陡峭的壁面爬升，具有很大的应用潜力和前景。
例如，可以用于建筑物外墙的清洁和维护，或者在灾害救援中进行高空搜救。
因此，本研究将对爬壁机器人的设计和动力性能进行研究，旨在提高其在实际应用中的可靠性和效率，为机器人技术在建筑、消防、地震救援等领域的应用提供支持。
二、研究内容和方案1. 爬壁机器人的设计：本研究将采用复合材料作为爬壁机器人主体材料，通过3D打印技术制造机器人结构，并在机器人表面加装磨蚀防护装置，以增加机器人在高空环境下的耐久性和安全性。
2. 爬壁机器人的动力系统设计：考虑到在壁面爬升时机器人的重心平衡和稳定性问题，本研究将采用双轮驱动的方案，并配备反向喷气推力增加机器人的抓握力。
同时，利用传感器监测机器人的运动状态，并配合控制算法实现机器人的自适应控制和路径规划。
3. 实验设计：在研究中，将设计实验场景进行模拟实验，以测试机器人的爬升性能、稳定性和控制能力。
同时，将通过对实验数据的统计和分析，比较不同参数下机器人的优缺点，为后续机器人的改进提供指导。
三、预期结果1. 设计制造一款具有较高稳定性和抓握力的爬壁机器人2. 通过模拟实验，验证机器人的爬壁性能和自适应控制能力3. 探究机器人动力系统中驱动模式和反向喷气等因素对机器人性能的影响四、研究意义及应用前景1. 提高了爬壁机器人在高空、陡峭壁面环境下的应用能力，为各个领域提供了更稳定、高效的解决方案2. 推动了自动化技术在建筑、消防、地震救援等领域的应用，提高了救援效率，减少了人员伤亡3. 为机器人技术在未来的发展和创新提供了思路和方向，更好地服务于人类社会的发展。
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开题报告论文题名全方位移动爬楼梯机器人小车的研究专业名称：机械电子工程＿学号：＿ ****** ＿＿***名：**导师姓名：＿刘光磊＿＿目录一、课题意义 (2)(一)具有越障功能移动机器人的简介 (2)(二) 具有越障功能机器人研究的文献综述 (4)二、课题方案 (8)（一）课题研究的主要内容 (8)（二）研究目标及创新 (10)三、可行性分析 (10)四、课题进度安排 (12)五、参考文献 (12)一、课题意义(一)具有越障功能移动机器人的简介机器人作为一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
对不同任务和特殊环境的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。
非结构环境中的多功能全自主的移动机器人技术多年来一直是机器人研究中的热点问题之一．但是非结构环境给移动机器人的运动造成了自主决策和路径规划的困难．越障机器人的研究．对扩展机器人的作业空间，在人不能到达或不便到达的环境中进行作业，具有重要的意义。
越障机器人还可用于工业中的一些险难作业，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境．减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
其中，移动机器人从事各项事务响应任务时，楼梯是人造环境中的最常见的障碍，也是最难跨越的障碍之一。
针对各种不同的运动环境，一直以来移动机器人所采用的运动方式大体包括轮式、履带式、足式等。
国外对爬楼梯装置的研究开始得相对较早，最早的专利是1892年美国的Bray发明的爬楼梯轮椅。
此后，各国纷纷开始投入此项研究，其中美国、英国、德国和日本占主导地位，技术相对比较成熟，且有一些产品已经投入市场使用。
我国对此类装置的研究虽然起步较晚，但近年来也涌现了很多这方面的专利，然而投入实际使用的还很少。
总结目前国内外现有的爬楼梯装置和专利，按爬楼梯功能实现的原理主要分为履带式、轮组式、步行式爬楼梯装置。
下面分别对国外、国内各种类型装置的发展作简要介绍，并分析其各自优缺点。
(l)履带式履带式爬楼梯装置的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其原理简单，技术也比较成熟。
英国Baronmead公司开发的一种电动轮椅车，底部是履带式的传动结构，可爬楼梯的最大坡度为35°，上下楼梯速度为每分钟15--20个台阶。
法国Topchair公司生产的电动爬楼梯轮椅，它的底部有四个车轮供正常情况下平地运行使用，当遇到楼梯等特殊地形时，用户通过适当操作将两侧的橡胶履带缓缓放下至地面，然后把这四个车轮收起，依靠履带无需旁人辅助便能自动完成爬楼等功能。
履带式结构传动效率比较高，行走时重心波动很小，运动非常平稳，且使用地形范围较广，在一些不规则的楼梯上也能使用。
它除了具备爬楼梯功能外，也能作为普通的电动轮椅使用。
但是这类装置仍存在很多不足之处:重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏；且平地使用所受阻力较大，而且转弯不方便，这些问题限制了其在日常生活中的推广使用。
(2)轮组式轮组式爬楼梯装置按轮组中使用小轮的个数可分为两轮组式、三轮组式以及四轮组式。
单轮组式结构稳定性较差，在爬楼过程中需要有人协助才能保证重心的稳定；而双轮组式虽能实现自主爬楼，但由于其体积庞大且偏重，影响了它的使用范围。
美国著名发明家Dean Kamen发明的了一种能自动调节重心的两轮组式轮椅iBOT。
它有6个轮子，前面有一对实心脚轮，后面有两对行星结构的充气轮胎，通过两后轮交替翻转可以上下楼梯。
iBOT几乎能适用于所有楼梯，此外它也能在沙滩、斜坡和崎岖的路面上行驶，而且后轮可以直立行走，为使用者提供了更多方便之处，帮助他们能达到正常人的高度。
它最大的优点就是在轮椅重心安装了陀螺仪，控制器根据陀螺仪的信号调整重心的位置，使轮椅能在不同状态下保持平衡。
经过数十年的研究开发，它己经由iBOT3000发展到了iBOT400O，功能也越来越强大，是目前该领域中性能最高的产品，它的售价在3万美元左右，相当于一辆中档桥车的价格，难以被普通使用者接受。
我国在上世纪八十年代对轮组式爬楼梯装置已有研究，1987年专利号为86210653的国家专利中介绍了一种平地、楼梯运行多用轮椅，前滚轮和后滚轮都用多个星形轮组成，除自转外还绕滚轮轴公转而实现上下楼。
内蒙古民族大学物理与机电学院的苏和平等人借鉴了iBOT的爬楼方式，采用星形轮系作为爬楼梯机构，设计了一种双联星形机构电动爬楼梯轮椅。
改轮椅爬楼时需要人工辅助或者楼梯扶手的辅助支撑，使其能调整重心的位置，安全爬楼。
轮组式爬楼梯装置的活动范围广，运动灵活，但是上下楼梯时平稳性不高，重心起伏较大，会使乘坐者感到不适。
此外，轮组式爬楼梯装置体积较大，很难在普通住宅楼梯上使用。
(3)步行式早期的爬楼梯装置一般都采用步行式，其爬楼梯执行机构由铰链杆件机构组成。
上楼时先将负重抬高，再水平向前移动，如此重复这两个过程直至爬完一段楼梯。
步行式爬楼梯装置模仿人类爬楼的动作，外观可视为足式机器人，采用多条机械腿交替升降、支撑座椅爬楼的原理。
步行式爬楼梯装置爬楼时运动平稳，适合不同尺寸的楼梯;但它对控制的要求很高，操作比较复杂，在平地行走时运动幅度不大，动作缓慢。
综上所述，国外在爬楼梯装置方面的研究已经有一百多年的历史，成果也较多，但是它们大多结构复杂、造价昂贵，远远超出了发展中国家人民的经济承受能力。
国内的研究相对较晚，虽然也诞生了很多专利，但由于受到体积、重量、稳定性及安全性的限制，还没有产品真正投入使用。
由此可见，为了解决移动机器人使用受限的问题，同时考虑到我国使用者的经济承受能力，需要研究一种价格低廉、功能多样的爬楼梯装置。
用作搬运的自主移动机器人，要求能随工作任务和环境的改变，智能地重规划行驶路径，并要求能快速适应工作环境。
要达到这种水平，当前还有很多问题需要深入的研究，而其中的机器人楼梯环境智能导航问题是较为重要的一个研究课题。
(二)具有越障功能机器人研究的文献综述Ⅰ、应用：楼梯是人造环境中的最常见的障碍，也是最难跨越的障碍之一，爬楼梯机器人的研究是解决当前全自主机器人在非结构环境下正常工作的重要环节之一。
爬楼梯机器人可应用于危险环境探查、侦察、救灾、导盲、助残、搬运、清扫、维修、安装等作业，其实际意义重大。
Ⅱ、对目前研究的状况分类：（1）开环控制与伺服控制分类在目前已开发的研究项目中，开环控制的机器人主要是运用于为残疾人和老人设计的器械中，需要人的辅助来为其导航，其突出特点的是稳定性，确保人的安全性。
伺服控制的设计也可分为嵌入式控制和高智能CPU控制。
嵌入式控制运用一些光电传感器，来控制机器人的速度、方向；高智能CPU能够采集更广泛的信息（比如需要高运算内存空间的视觉采集系统），实现轨迹及运动目标跟踪、视觉信息的分析与处理、地面轨迹图像的计算机理解与处理。
也有半自动的，通过人的控制为其导航。
但便携式、履带等机器人控制距离有限，当履带机器人在危险区域作业时，其控制操作人员的安全不能保证，此外遥控机器人的操作人员需要专门训练，因而进一步提高机器人自主能力是该研究方向的趋势。
（2）机构设计上分类1、履带机器人履带式爬楼梯装置的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其原理简单，传动效率比较高，行走时重心波动很小，运动非常平稳，且使用地形范围较广，在一些不规则的楼梯上也能使用，技术比较成熟。
履带式移动机器人以其强大的地形适应性而倍受青睐，但是也有不足之处。
其重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏；且平地使用所受阻力较大，而且转弯不方便，这些问题限制了其在日常生活中的推广使用。
2、轮式机器人轮式移动机器人克服了履带式的这些缺点，在满足一定地形适应性的前提下，可以充分发挥移动机器人快速性、灵活性、可控性，而且能够在保持机体方位不变的前提下沿平面上任意方向直线移动或在原地旋转任意角度，近年来得到了广泛的研究。
但是它对地形的适应性远不如履带式机器人，一般来说，轮式移动机器人对地形的适应性大小与轮子的数量成正比，但是随着轮子数量的增加，又带来了机器人体积庞大、重量重等缺点。
怎样使轮子的数量越少而同时又有能够满足使用要求的地形适应性，这对机器人设计具有重要意义。
单轮组式结构稳定性较差，在爬楼过程中需要有人协助才能保证重心的稳定；轮组式爬楼梯装置的活动范围广，运动灵活，但是上下楼梯时平稳性不高，重心起伏较大。
此外，轮组式爬楼梯装置体积较大，很难在普通住宅楼梯上使用。
3、腿式机器人早期的爬楼梯轮椅一般都采用步行式，其爬楼梯执行机构由铰链杆件机构组成。
上楼时先将轮椅抬高，再水平向前移动，如此重复这两个过程直至爬完一段楼梯。
步行式爬楼梯装置模仿人类爬楼的动作，外观可视为足式机器人，采用多条机械腿交替升降、支撑座椅爬楼的原理。
步行式爬楼梯装置爬楼时运动平稳，适合不同尺寸的楼梯；但它对控制的要求很高，操作比较复杂，在平地行走时运动幅度不大，动作缓慢。
此外，座椅距地面的高度较大，易给使用者造成心理恐惧，距离实际应用还有很大的距离4、复合类机器人基于履带式、轮式、腿式移动机器人的优缺点，在研究中，采用了腿-履复合和轮-腿-履带复合等结构。
设计主要是依靠腿式机构来完成越障，以及履带平稳性和轮组的灵活性来达到功能的完整。
机器人摆臂在一定范围可上下摆动，辅助越障、攀爬，具有较强的越障性能、路面通过性和上下台阶能力。
但是各种机构的复合也给控制方面提出了更高的要求，而且爬楼过程中的稳定性、如何适应不同尺寸的楼梯、如何实现手动操作省力与省时的问题以及反向自锁等问题仍然存在。
5、轮、履、腿式移动机构性能比较车轮式、履带式、腿式移动系统性能比较见下表1所示。
表1 典型移动机构的性能对比表Ⅲ、分析问题1、爬楼梯装置在爬楼梯过程中的稳定性是影响其实用安全性的重要指标；2、使用安全性；3、对于多功能爬楼梯装置，如何实现平地模式与爬楼模式之间的平滑切换也是重要的问题。
为解决以上这些问题，传感器技术、计算机控制技术必将越来越多地应用到爬楼梯装置中，从而提高装置的自动化程度以及使用安全性、舒适性。
同时，伴随机器人控制技术的发展，移动机器人的大量技术如计算机视觉、机器人导航和定位、模式识别等也将被运用到爬楼梯装置中，使其朝着智能化的方向发展。
多功能爬楼梯装置将融合机械、控制、传感器、人工智能等技术于一体，逐渐跨入服务机器人的行列。
一般在各研究中会采用以下几个研究方法：①在机构的设计中采用功能分析的方法，确定机构各尺寸关系间的约束关系。
②运动学分析：建立合理的运动学模型，从而对不同运动阶段进行分析。
③运动学仿真与分析：在机器人越障的运动学模型基础上，改变机构相关尺寸进行仿真分析，从而得到最优解。