履帶機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計【含6張CAD圖紙和說明書】

履帶機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計【含6張CAD圖紙和說明書】,含6張CAD圖紙和說明書,履帶,機(jī)器人,行走,機(jī)構(gòu),設(shè)計,cad,圖紙,以及,說明書,仿單 附件5 開題報告 課題名稱 履帶機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計 指導(dǎo)教師 學(xué)生 學(xué)號 一、課題的來源及意義 隨著社會的發(fā)展，我們面臨的自身能力、能量的局限越來越多，所以我們創(chuàng)造了各種類型的機(jī)器人來輔助或代替我們完成任務(wù)。 機(jī)器人應(yīng)用的地方變得越來越多，從單一的生產(chǎn)制造業(yè)發(fā)展到各行各業(yè)，甚至延伸到排爆等危險的具體工作?，F(xiàn)在國內(nèi)外都開始了對移動機(jī)器人的系統(tǒng)研發(fā)和設(shè)計，而移動機(jī)器人選擇何種移動方式是其設(shè)計時最重要的考慮點(diǎn)之一。移動機(jī)器人按其移動結(jié)構(gòu)可以分為腿式，輪式和履帶式三大類，這三類各有其優(yōu)缺點(diǎn)。 隨著移動機(jī)器人行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，腿式機(jī)器人由于其結(jié)構(gòu)和操作過于復(fù)雜，且應(yīng)用的場地通常有特殊要求，因此并沒有得到廣泛的使用。而目前市場上的移動機(jī)器人主流仍是輪式機(jī)器人，但是同樣存在著許多缺陷，最大的問題是輪式機(jī)器人對行走地面要求比較高，在松軟或者是泥濘的道路上行走時極容易打滑；且移動轉(zhuǎn)向的時候需要整個機(jī)器人本體轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)彎半徑較大，占用的行走空間較多。 履帶機(jī)器人，主要指搭載履帶底盤機(jī)構(gòu)的機(jī)器人，履帶機(jī)器人具有牽引力大，不易打滑、越野性能好等優(yōu)點(diǎn)，可以搭載攝像頭、探測器等設(shè)備代替人類從事一些危險工作，因此對其進(jìn)一步的研究是不能忽視的。 履帶機(jī)器人的研究給人類的工作帶來了極大的方便，在災(zāi)難發(fā)生后能極大的投入到搜救中，減少人員傷亡，更好的為社會服務(wù) 履帶機(jī)器人的研究，很大程度彌補(bǔ)了我們在機(jī)器人領(lǐng)域的不足，為后期更好的擴(kuò)展，奠定了基礎(chǔ)。 二、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及研究背景 20世紀(jì)60年代到70年代，想到工業(yè)機(jī)器人印入腦海的便是自動機(jī)械手。機(jī)器人移動功能的大力研究和開發(fā)是20世紀(jì)80年代以后才開始，現(xiàn)在作為移動機(jī)器人而研制的移動機(jī)械類型已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了機(jī)械手。尤其是履帶式機(jī)器人，不僅是生物體中沒見過的移動形態(tài)，而且能夠在復(fù)雜的環(huán)境下行進(jìn)。 目前美國的移動機(jī)器人的研發(fā)已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，他們成功將該機(jī)器人應(yīng)用到一些危險的環(huán)境中實際作業(yè)，還有部分移動機(jī)器人甚至開始在戰(zhàn)爭中嶄露頭角，代表機(jī)器人有Packbot機(jī)器人，Talon機(jī)器人，NUGV等。 我國微小型機(jī)器人的研究和開發(fā)晚于西方的一些發(fā)達(dá)國家，我國是從20世紀(jì)80年代開始機(jī)器人領(lǐng)域的研究的。其中具有代表性的有中國科學(xué)院研制的復(fù)合移動機(jī)器人“靈晰-B”型排爆機(jī)器人，“龍衛(wèi)士Dragon Guard X3B 反恐機(jī)器人”，“JW-901 排爆機(jī)器人”等。 履帶式機(jī)器人因采用履帶式傳動而得名。其最大特征是將圓狀的循環(huán)軌道履帶套在若干車輪上，使車輪不與地面直接接觸，利用履帶緩沖地面帶來的沖擊，使機(jī)器人能夠適應(yīng)各種路面狀況。 通過對國內(nèi)外履帶擺臂式搜救機(jī)器人的分析，可以看出履帶擺臂式搜救機(jī)器人今后的發(fā)展有以下幾個方面的趨勢： （1）結(jié)構(gòu)上，趨向小型、微型。 （2）運(yùn)動上，趨向全方位，更靈活，更具自主性。 （3）在用途上，趨向于功能多功能化。 三、研究目標(biāo)及內(nèi)容 本研究的意義是為機(jī)器人提供一個動力輸出平臺，為開發(fā)各種功能的機(jī)器人提供基礎(chǔ)平臺。 此設(shè)計移動方案的選擇是采用了履帶式驅(qū)動結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)整體使用模塊化設(shè)計，以便后續(xù)拆卸維修，可以適應(yīng)于各種復(fù)雜的路面，并可主動控制前后兩側(cè)搖臂的轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動姿態(tài)，從而達(dá)到輔助過坑、越障等動作。經(jīng)過合理的設(shè)計后機(jī)器人將具有很好的環(huán)境適應(yīng)能力、機(jī)動能力并能承受一定的掉落沖擊，此設(shè)計的移動機(jī)構(gòu)主要由四部分組成：主動輪減速機(jī)構(gòu)、翼板轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、自適應(yīng)路面執(zhí)行機(jī)構(gòu)、履帶及履帶輪運(yùn)動機(jī)構(gòu)。 此設(shè)計的目的設(shè)計結(jié)構(gòu)新穎，能實現(xiàn)過坑、越障等動作。通過在機(jī)器人機(jī)架上加裝其他功能的模塊來實現(xiàn)不同的使用功能。 （1）本設(shè)計中的多功能履帶式機(jī)器人主要在一些人不方便進(jìn)入的小型場合使用，包括倒塌的建筑物內(nèi)，災(zāi)難現(xiàn)場，危險災(zāi)區(qū)和坍塌煤礦等。 （2）本設(shè)計之前綜合考慮，該多功能履帶式機(jī)器人應(yīng)該具有以下功能：產(chǎn)品加工生產(chǎn)成本低，質(zhì)量安全穩(wěn)定，使用壽命長，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，使用便捷，方便搬運(yùn)移動； （3）本設(shè)計從履帶機(jī)器人底座結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計分析及計算闡述。 （4）對履帶機(jī)器人越障、爬坡進(jìn)行受力分析 （5）進(jìn)行履帶機(jī)器人CAD草圖繪制，設(shè)計說明書 在設(shè)計的過程中涉及大學(xué)四年所學(xué)的知識，明確了自己的設(shè)計思路，邊設(shè)計一點(diǎn)點(diǎn)撿回以前的知識，在學(xué)習(xí)的過程中再慢慢改善自己的設(shè)計思路。 設(shè)計中，我對履帶機(jī)器人的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、性能要求進(jìn)行了比較 詳細(xì)的分析，針對履帶機(jī)器人中采用的履帶、減速器、電動機(jī)等也進(jìn)行了必要的闡析。另外，為確保設(shè)計出的履帶機(jī)器人能達(dá)到越障過坑等功能，我們勢必還要對履帶機(jī)器人的相關(guān)部件進(jìn)行一些必要的校核，以最終確定此設(shè)計是否可以完成這些功能。 四、本課題研究方法及進(jìn)度安排 通過科學(xué)家的研究和探索,目前已經(jīng)形成了一些履帶式移動機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、穩(wěn)定性分析和控制方法方面的理論,這些理論運(yùn)用到實踐中后,機(jī)器人的性能有所改進(jìn),但是它們還需要進(jìn)一步地完善和發(fā)展,以更好地指導(dǎo)實踐。 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，進(jìn)行資料收集，進(jìn)行對比，總結(jié)出設(shè)計最優(yōu)方案。 進(jìn)度安排： 3月05日---3月10日，收集相關(guān)資料，明確目標(biāo)和研究方法，完成開題報告。 3月11日---3月20日，按確定的設(shè)計方法，進(jìn)度規(guī)劃，系統(tǒng)的進(jìn)行分析、計算及總體設(shè)計。 3月21日---4月15日，進(jìn)行行走機(jī)構(gòu)的選擇，越障、爬坡受力分析以及車體結(jié)構(gòu)設(shè)計。 4月16日---4月30日，進(jìn)行履帶、齒輪、電機(jī)的選擇。 5月02日---5月18日，畢業(yè)設(shè)計初稿，進(jìn)行零件圖的繪制。 5月19日---5月26日，畢業(yè)設(shè)計終稿，修改完善畢業(yè)設(shè)計論文及零件圖。 五、研究方案（或?qū)嶒灧桨福┑目尚行苑治龊鸵丫邆涞难芯織l件（或?qū)嶒灄l件） 通過分析現(xiàn)有腿式機(jī)器人、輪式機(jī)器人，履帶機(jī)器人的現(xiàn)有研究，發(fā)現(xiàn)履帶機(jī)器人的研究任重而道遠(yuǎn)，多功能履帶式機(jī)器人設(shè)計運(yùn)用了巧妙的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)，利用電動機(jī)作為機(jī)器人行走的源動力，再通過穩(wěn)定的減速器和鏈傳動將電動機(jī)的動力傳遞給履帶，使得機(jī)器人可以實現(xiàn)自由的行走，且多功能履帶式機(jī)器人在遇到障礙物時，通過調(diào)整關(guān)節(jié)角度，使得整個運(yùn)動過程更加平穩(wěn)。我們在現(xiàn)有的單節(jié)雙履帶式機(jī)器人的理論基礎(chǔ)上改良結(jié)構(gòu)和運(yùn)動方式，本次設(shè)計的多功能履帶式機(jī)器人采用雙節(jié)六履帶式結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，綜合材質(zhì)的選擇、結(jié)構(gòu)的簡化，讓使用者更加方便穩(wěn)定的使用該移動機(jī)器人。 六、參考文獻(xiàn) [1] 吉 洋 霍光青 .履帶式移動機(jī)器人研究現(xiàn)狀[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備第40卷第10期:7-10 [2]崔政斌 王明明 .履帶式機(jī)器人的選用手冊第二版[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2010.5-30 [3]毛恩榮 張紅 宋正河 .車輛人機(jī)工程學(xué)第2版[M].北京理工大學(xué)出版社，2007.53-80 [3]丁玉蘭 .人機(jī)工程學(xué)第三版[M].北京理工大學(xué)出版社，2010.60-73 [4]濮良貴 紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計第八版[M].高等教育出版社，2010.35-41 [5]柴鵬飛 王晨光 .機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009.82-101 [6]吳宗澤 羅圣國 .機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊第3版[M].高等教育出版社，2010.16-23 [7]劉朝儒 吳志軍 高政一 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