履带式探援小车结构与功能设计研究
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开题报告毕业论文(设计)题目履带式机器人的研究与应用学院土木工程学院学号 02709135 姓名董睿一、论文(设计)选题的目的和意义在世界各地,由于自然灾害、恐怖活动和各种突发事故等原因,灾难经常发生。
在灾难救援中,救援人员只有非常短的时间(约48小时)用于在倒塌的废墟中寻找幸存者,否则发现幸存者的几率几乎为0. 在这种紧急而危险的环境下,救灾机器人可以为救援人员提供帮助。
因此,将具有自主智能的救灾机器人用于危险和复杂的灾难环境下“搜索和营救" ( SAR)幸存者,是机器人学中的1个新兴而富有挑战性的领域.以城市环境为例,人口城市化和城市人口密集现象加剧,高层建筑、地下工程、大型商贸场所、文化娱乐场所迅猛发展,城市建筑物不断增加,使得城市建筑环境中的搜救作业十分复杂。
在一些危险性大的灾难中,如随时会引发爆炸的火灾现场,有易燃、易爆或剧毒气体存在的现场,地震后存在易两次倒塌建筑物的现场,施救人员无法深入进行侦察或施救,人们急于探知灾难现场的内部险情,但又不敢或无法接近或进入灾难现场。
此时,救援机器人的参与可以有效地提高救援的效率和减少施救人员的伤亡,它们不但能够帮助工作人员执行救援工作,而且能够代替工作人员执行搜救任务,在灾难救援中起着越来越重要的作用。
具体表现为: (1)机器人具有灵活性好、机动性强的特点,有较好的爬坡和越障能力,能适应现场各种各样的地理环境。
比如,蛇形救灾机器人能适应任何的复杂环境,在井下能自由运动. (2)机器人的探测技术发展迅速,能迅速找到井下遇险矿工的位置。
机器人利用传感器通过探测井下遇险矿工的呻吟声、体温的变化及心脏跳动的频率的信息能找到他们的位置。
其次,机器人的视频探测器(CCD摄像头)具有信息直观、能实现计算机辅助控制等特点,可以将现场环境的图像返回到救灾中心,为进1步控制机器人的运动方向,制定下1步救灾的方案提供决策依据。
最后,机器人还能进入井下区域,监测事故现场(如温度、瓦斯以及有害气体的浓度)的变化,防止事故的2次发生. (3)机器人具有为井下遇险矿工投放小包食品、药物和通讯装置等辅助功能,能有效地减少遇险矿工的伤亡人数.二、国内外关于此课题的研究状况及发展趋势从20世纪80年代起,国外就对小型履带式机器人展开了系统的研究,比较有影响的是美国的Packbot 机器人、URBOT、NUGV和talon机器人.此外,英国研制的SupperWheelbarrow排爆机器人、加拿大谢布鲁克大学研制的AZMUT机器人、日本的Helios VII机器人都属于履带式机器人。
履带侦察机器人结构设计
履带侦察机器人的结构设计基本上包括底盘设计和机身设计两个部分。
底盘设计:
1. 履带:使用履带作为机器人的底盘,以增强其在不平地形上的稳定性和通过能力。
2. 驱动系统:采用电动马达驱动履带的转动,以使机器人能够自由移动。
3. 悬挂系统:在履带上安装悬挂装置,以增加机器人通过不平地形的能力。
4. 转向系统:设置转向装置,使机器人能够改变行进方向。
机身设计:
1. 机身外壳:机身外壳应具有坚固耐用的特性,以保护内部机械部件免受外部环境的影响。
2. 摄像装置:在机身上安装摄像装置,用于收集和传输图像信息。
3. 传感器:在机身上配置环境感知传感器,如红外传感器、雷达等,以提供机器人周围环境的感知能力。
4. 数据传输装置:通过在机身上设置数据传输装置,将机器人收集到的信息传输给操作者或其他系统。
5. 能源系统:机身内部配置电池或电源供应装置,为机器人的电动驱动系统和其他电子部件提供能源。
总的来说,履带侦察机器人的结构设计需要考虑到机器人在不
同地形中的行进能力和操作需求,并充分利用各种传感器和装置来实现侦察任务的要求。
系统设计文件第 1 册共 19页共 1 册产品型号产品名称“探月小车”的设计与制作产品图号本册容技术说明、使用说明、安装说明、测试说明批准旧底图总号年月日底图总号日期签名09.4.272009EJZ005页脚.目录一、技术说明 (4)1.技术参数与规格 (4)2.功能及用途 (4)3.系统结构 (4)3.1工作原理 (5)4.焊装调 (10)4.1焊接工具与耗材 (10)4.2焊接注意安全事项 (10)4.3调试和常见故障 (10)5.程序 (11)5.1程序流程图 (12)(1)小车主流程图 (12)(2)循迹流程图 (13)(3)避障流程图 (13)(4)无线流程图 (14)二、使用说明 (15)(1)设备清单 (15)(2)操作方法 (15)(3)注意事项 (16)三、安装说明 (16)四、测试说明 (21)五、附录一:程序清单 (21)“探月小车”的设计与制作一、技术说明1.1模拟探月小车组成1)模拟探月小车核心板-S3C2440开发板2)模拟探月小车底板3)模拟探月小车巡迹板和探测任务板4)模拟探月小车摄像头及万用扩展板5)模拟探月小车四轮车体6)模拟探月小车锂电池组图1.1模拟探月小车实物图图中①,是摄像头及加高的转接板。
图中②,是摄像头的一块固定板,也可以作为一个万用扩展板。
图中③,是两组电池,一组给电机供电,一组给开发板、寻迹电路、探测任务板(图中没画出)供电。
图中④,是电路底板,集成了电源电路、比较器电路和开发板转接电路。
图中⑤,是一块ARM开发板,型号为S3C2440,为本次嵌入式小车专用芯片。
图中⑥,为小车的车体。
图1.2模拟探月小车底板实物图图中①,是比较电路,主要是把红外传感器电压转换为数字电平;图中②,是电源电路,主要是可以稳压输出5伏电压和比较电路的供电;图中③,是ARM开发板2.0接口转2.54接口电路;图中④,是一个摄像头转接口图1.3模拟探月小车核心板-S3C2440开发板图图中用户中断按键,是模拟探月小车分段处理功能按键;图中用户Led灯,是模拟探月小车分段处理功能的指示灯。
探索者全地形小车设计制作竞赛设计报告一、引言探索者全地形小车是一款具有优秀性能和多功能的机器人车辆,可以在各种复杂地形中自由行驶和探索。
本报告旨在详细介绍探索者全地形小车的设计制作过程,并展示其在竞赛中的优势和创新点。
二、设计理念1. 目标:设计一款全地形小车,具备稳定性、可靠性和灵活性,能够在不同地形下实现高效的运动和探索。
2. 系统设计:探索者全地形小车由底盘、悬挂系统、动力系统、控制系统、传感器系统和通信系统等组成,各个系统紧密配合,实现整车的高效运行和探索能力。
三、底盘设计1. 结构设计:底盘采用坚固的铝合金材料制作,具备足够的强度和抗震性能,可以在复杂地形中稳定行驶。
2. 悬挂系统:采用独立悬挂系统,通过弹簧和减震器实现对车身的平稳支撑和减震,保证车辆在不平地形上的稳定性和舒适性。
四、动力系统1. 电机选择:选用高效、高转矩的直流无刷电机作为动力源,能够在各种地形下提供足够的动力输出。
2. 驱动方式:采用四驱方式,每个轮子都有独立的驱动力,能够提供强大的牵引力和灵活的操控性。
五、控制系统1. 主控板:选择高性能的单片机作为主控板,具备较高的运算能力和可编程性,能够实时处理和控制各个系统的运行。
2. 控制算法:采用先进的自动控制算法,通过传感器采集的数据对车辆进行精确控制,使其能够适应不同地形的行驶需求。
六、传感器系统1. 距离传感器:安装在车辆前方,能够实时感知前方障碍物的距离,避免碰撞和损坏车辆。
2. 惯性传感器:安装在车辆上,能够感知车辆的倾斜和姿态变化,实现对车身的动态控制和平衡。
七、通信系统1. 通信模块:采用无线通信模块,能够与外部设备进行数据传输和控制指令的交互。
2. 控制终端:通过控制终端,用户可以实时监控车辆的状态、传感器数据和控制车辆的运动。
八、竞赛优势1. 多功能性:探索者全地形小车具备在不同地形下行驶和探索的能力,能够适应各种竞赛场地的需求。
2. 稳定性:底盘和悬挂系统的设计保证了车辆的稳定性,能够在不平地形上稳定行驶,不易翻车。
履带式巡检机器人毕业设计履带式巡检机器人是一种能够自主移动、巡视、检测的智能机器人。
该机器人使用履带作为移动装置,能够适应各种地形,具有较强的越障能力和稳定性。
本文将介绍履带式巡检机器人的设计原理、功能实现以及未来发展的前景。
一、设计原理(1)履带式机器人的结构和工作原理履带式机器人由履带系统、控制系统、传感器系统以及电源系统等部分组成。
其中,履带系统由履带轴、履带链、驱动器、托带轮和张紧轮等组成,能够提供稳定的行走和越障能力。
控制系统负责机器人的运动控制和工作任务的执行。
传感器系统主要包括激光雷达、摄像头、温度传感器等,用于感知环境和采集数据。
电源系统提供电能供给,保证机器人的正常工作。
(2)履带式巡检机器人的工作原理履带式巡检机器人通过控制系统对履带系统进行控制,实现机器人的移动和转向。
传感器系统可以感知机器人周围的环境信息,如温度、湿度、气体浓度等。
机器人通过将采集到的数据进行分析和处理,可以对环境进行巡视和检测。
同时,机器人可以根据需要进行自主导航和路径规划,以实现更高效的巡检任务。
二、功能实现(1)环境巡视功能机器人通过搭载的摄像头和激光雷达对实际环境进行巡视,可以获取环境的实时图像和距离数据。
通过分析这些数据,机器人可以实时监测环境中的物体、人员以及障碍物,并及时反馈给操作员或控制中心。
(2)故障检测功能机器人搭载了温度传感器、振动传感器等设备,可以对设备和设施进行故障检测。
例如,在电力设备巡检中,机器人可以检测电缆温度、设备振动等异常情况,及时报警并提供故障诊断数据,以便维修人员进行处理。
(3)安防监控功能机器人可以通过搭载的摄像头和红外传感器对安全风险进行监控。
例如,在工厂巡检中,机器人可以对禁区、危险区域进行巡视,及时发现异常情况并报警。
同时,机器人还可以通过红外传感器检测烟雾、火焰等危险信号,保障人员的生命安全。
(4)自主导航功能机器人搭载了导航系统,可以通过SLAM算法实现自主导航和路径规划。
履带小车知识点总结图一、履带小车的基本构造1. 履带系统:履带小车通过履带系统来实现移动,履带系统由履带、履带轮、履带链轮、履带导向轮、履带张紧轮等部件组成。
履带可以根据需要进行更换和维护,履带轮通过驱动轮带动履带移动,履带链轮用来传递驱动力,履带导向轮和履带张紧轮则用来保持履带的正常运动轨迹和张紧履带。
2. 车体结构:履带小车的车体通常由上、下盖板、侧板、底板、悬挂系统等部件组成。
车体的结构设计要保证足够的承载能力和稳定性,同时需要考虑机械和电子设备的安装位置和空间。
3. 动力系统:履带小车的动力系统通常由发动机、变速箱、传动轴、传动链等部件组成。
发动机可以选择内燃机、电动机等不同类型的动力源,变速箱用来调节车速,传动轴和传动链则将动力传递给履带系统。
4. 控制系统:履带小车的控制系统包括操纵杆、方向盘、踏板等控制装置,同时也包括电气控制系统、液压控制系统等。
控制系统的设计需要考虑操纵的方便性和精准度,以及对不同工况的适应能力。
5. 辅助系统:履带小车的辅助系统包括制动系统、悬挂系统、车灯系统等。
制动系统用来控制车辆的停车和减速,悬挂系统用来减震和保证车辆的稳定性,车灯系统则用来提供照明和信号功能。
二、履带小车的应用领域1. 军事作战:履带小车在军事作战中具有重要作用,可以用来进行侦察、运输、工程建设等任务。
其优良的越野性能和载重能力,使其成为军队不可或缺的装备。
2. 工程建设:履带小车可以在恶劣的地形和环境中进行工程施工和运输,常用于矿山、建筑工地、森林等地方。
其稳定性和承载能力使其在土地开发和建设中得到广泛应用。
3. 野外探险:履带小车可以在崎岖的地形中进行探险和科学考察,例如极地、沙漠等地区的探险活动。
其越野性能和自给自足的特点,使其成为探险队不可或缺的工具。
4. 道路养护:履带小车可以用来进行道路养护和紧急救援,例如清理雪灾、抢险救灾等。
其良好的越野性能和携带能力,可以保证在恶劣条件下保持道路畅通。
《机械原理课程设计》履带物流小车摘要:伴随互联网发展,网络购物和物流行业也得到了巨大的发展,但如今物流行业仍然需要面对“最后一公里”所带来的巨大成本与问题,为解决此类问题,专家学者提出多种方案。
我们小组基于已有方案设计出了一种履带物流小车。
该小车通过对搬运物料的结构分析,基于三维软件设计多自由度机械手,机械手的手爪部分采用可拆卸式设计,满足不同物料需求,机械手的4个舵机相配合可以实现全方位抓取货物;陀螺仪测机器人运动姿态和位置,为运动、机械手模块的动作提供反馈信息:通过电机控制履带,从而带动底盘及其上端部件移动,克服一些台阶和坑洼道路来达成小区内等较为复杂路况的物件运输:视觉模块实现二维码读取搬运货物,识别货物的信息和不同放置位置;电源模块为各模块提供所需要的直流电源。
关键词:物流小车;机械手;履带;视觉模块0前言近年来互联网电商产业快速发展,带动物流行业高速发展,但物流行业的“最后一公里”依然是困扰行业的巨大难题,“最后一公里”配送服务可实现增值效益。
服务中积累的数据,蕴含着客户端的丰富资源,能够积累出基于数据采购、信息管理的极有价值的东西,对于前端市场预测,提供有力的支撑。
“最后一公里”配送,使得整个物流由被动转向主动分析客户信息,挖掘出隐藏价值,对客户提出个性化服务。
由于直接的客户接触,企业的形象、价值文化等等都能够通过“最后一公里”配送服务进行传播,达到增值效益。
“最后一公里”配送意义重大,不仅是电子商务企业成败的关键,也是对电商消费者极其重要的一个物流活动。
只有做好“最后一公里”配送,电商企业才能真正快速发展,整个物流过程才可以称得上通畅,才能获得客户满意。
如何使减少“最后一公里”的配送成本,满足用户的个性化需求,提升客户满意度,引起众多研究人员的关注。
目前对于“最后一公里”问题主要采取路线优化技术,仓储点和集中点,同城配送网络,逆向物流,引入新技术,客户沟通与透明度,绿色物流,合理规划人力资源等方法来优化物流流程,降低成本。
履带式车体构架分析本移动平台主要用于煤矿地震等灾区的现场探察工作,要求有一定的移动速度、良好的姿态稳定性和高运动精度,能适应各种较复杂的地理环境,有一定的爬坡和越障能力。
因此,机械结构是该平台的基础和重要组成部分。
综合考虑设计要求及技术特点,设计采用履带式机器人。
其地形适应能力强,支承面积大,动载荷小,设计紧凑,履带的牵引附着性能好,不易打滑,有利于发挥较大的牵引力,其缺点是重量大,能耗相对较大。
本系统采用如图3所示的可变形履带式机器人。
两条形状可变的履带分别由直流减速动机后轮驱动。
当两条履带的速度相同时,机器人实现前进或后退移动;当两条履带的速度不同时,机器人实现转向运动。
两边主臂杆分别由两由个舵机带动,绕履带架上的轴旋转,从而实现履带的不同构形,以适应不同的运动和作业环境。
行星轮越高,该机器人可以跨越的障碍越陡峭。
图4为变形履带传动机构示意图。
主电动机带动驱动轮运动,使履带转动。
主臂电动机(舵机)通过与电动机同轴的齿轮与齿轮1啮合,一方面带动主臂杆转动;另一方面通过双联齿轮2、双联齿轮3和齿图3 可变形履带机器人图4 履带传动示意图轮4的啮合,带动同步带轮旋转;同步带轮通过同步带传动进一步使安装有行星轮的曲柄回转。
因为齿轮1和4,双联齿轮2和3的齿数分别相同,因此齿轮1和齿轮4的转速一致,而方向相反。
加上同步带两端的同步带轮齿数相等,使得当主臂电动机工作时,主臂杆转过的角度与曲柄的绝对转角大小相等、方向相反。
行星轮的运动轨迹示意图如下图5所示,计算可其运动方程为:(式1)显然,这是一个标准的椭圆方程,这说明本设计机器人的履带在任何形状时都能保持松紧程度不发生变化。
图5 行星轮轨迹坐标示意图具体参数设计如下:(1)车体长27.3cm,宽26.8cm,高24.2cm;(2)前后轮之间的距离为21cm;(3)主臂杆长为18.8cm,曲柄长为1.5cm;(4)同步带轮直径为2.5cm,同步带周长为39cm;(5)驱动轮、从动轮和行星轮直径均为4cm,履带周长为75cm;(6)齿轮模数均为0.5,双联齿轮小齿外径6mm、大齿外径19mm,台阶齿轮外径41mm。
履带式探援小车结构与功能设计研究摘要:在灾难发生后救援人员无法直接接触到被困者,为获取被困者的信息,可使用探援机器进入并探测,为搜救人员提供宝贵的救援信息,也可以为被困者送水和面包等食物以维持其生命。
本文正是探讨一种履带式探援小车,该小车底盘机构采用平行四边形的设计形式,可以行走于大部分障碍路面,其中重心平移特性更是加强了探测机器人跨越沟坎、台阶等障碍的能力。
同时,强劲的动力和小巧的外观设计更是让它能够进入到很多人员无法进入的地域进行侦查,将环境状况提供给救援人员。
蓄电池供电和低功耗设计,使其可长时间连续工作。
关键字:探援;平行四边形机构;重心平移特性Abstract: As the relief workers can not derectly contact with the trapped person after a disaster, in order to access to the information of the trapped person, the relief workers can use detector machine for valuable rescue information, or send water and food for the trapped person to maintain his life. This paper is to discussa kind of caterpillar detector car, which adopting the design of the parallelogram form can walk on the most obstacles road, among the translation characteristics strengthening the abilities of acrossing obstacles. At the same time, the strong power and small appearance design is to let it can enter into the space that man can not to investigate, providing rescuers with environment condition. Battery power supply and low power design make its long time to continuous work.Key words: detector; parallelogram frame; focus translation characteristics1 设计背景与意义在火灾、水灾、地震、矿难中救援破障应具有在各种艰难路况下行进的能力且能够抵抗部分残余灾害的影响如余震、高温、潮湿等。
应能够携带或牵引简易救援设备和探测仪器,并且有良好的通信能力。
在遇到障碍时,能有一定突破障碍或支撑薄弱环节的能力。
救援情况分析:在火灾、水灾、地震、矿难中救援应当注重效率,要在黄金72小时内发现幸存者并及时给与救助(震后20分钟获救的救活率达98%以上,震后一小时获救的救活率下降到63%,震后2小时还无法获救的人员中,窒息死亡人数占死亡人数的58%)就要求救援破障机械能够具有高运行速度和稳定性可靠性。
并且操作简便,运载组装方便,自带照明设备。
救援应注意:一是使用的工具不要伤及埋压人员;二是不要破坏了埋压人员所处空间周围的支撑条件,引起新的垮塌,使埋压人员再次遇险;三是应尽快与埋压人员的封闭空间沟通,使新鲜空气流人,挖扒中如尘土太大应喷水降尘,以免埋压者窒息;四是埋压时间较长,一时又难以救出,可设法向埋压者输送饮用水、食品和药品,以维持其生命。
在地震、火灾、矿难等灾难中,在人员无法进入的情况下,若能第一时间掌握受灾地域周围的环境条件,将探测机器人投放至受灾地区,在救援人员未进入灾区之前进行预期探测,能为救援提供宝贵的信息,方便救援计划的拟定,确保人员的安全以及救援的效率。
2 设计方案2.1设计功能1.实现前后左右行进以及原地旋转功能。
2.实现跨越部分障碍物的能力,如台阶、小沟等。
3.实现远程可视控制。
4.实现对灾区环境的温度检测(数字温度传感器),对受困人员所处位置的探测(人体释热传感器),对灾区环境中是否含有易燃易爆气体的探测(气体传感器),对灾区环境的照度探测(光敏传感器),对机器人的可通过性的探测(红外测距传感器、激光可视定位),昏暗环境照明(LED灯)5.平行四边形机构可为机器人的行进提供很好的结构支持(向前向后均可爬坡,无需调转车头),强劲的“心脏”(20kg•cm)为机器人提供足够的动力(可载重13kg),因而其越野性能强劲,能够很好的适应灾区复杂的地形地貌。
6.可携带一些应急救援物资7.电力可供其持续行进6小时,电池或者电瓶均可供电,且更换方便8.底盘加装履带式结构,运行稳定,爬坡能力强。
2.2电子结构采用arduino16位单片机,结合数字温度传感器、人体释热传感器、红外测距传感器、直流电机驱动板、伺服电机、步进电机等设备,采用apc串口通信模块实现远程控制。
2.3理论设计计算第一个小车模型参数:长60cm,高30cm。
后经实验测试,效果不理想,原因为小车尺寸过大,整车重量约为3kg,而电机转矩只有2kg•cm,爬坡效果不理想。
后更换电机及修改尺寸,其详细参数如下:小车自重:4.755kg高:22.5cm底盘高度:28mm履带轮外端间距:32cm外平行四边形连杆机构:长:45cm,宽:22.5cm内平行四边形连杆机构:长:20.3cm,宽:20.3cm直流电机转矩:20kg•cm额定电压:12V伺服电机:转角范围30°—150°额定电压:6V由经验参数初步设计:由一般楼梯台阶高度(15cm-20cm)确定小车高度22.5cm,取小车长宽比2:1,故小车长:45cm,宽:22.5cm。
由伺服电机转角范围在30°— 150°之间,确定其中心水平方向可调范围在19.485cm —22.5cm之间,竖直方向可调范围在5.625cm — 11.25cm之间,采用后驱的驱动方式。
驱动的任务仅仅是在确定了机械结构并计算出所需要的速度和驱动力矩之后选择合适的电机和相应的控制方法,这就涉及到电机的运行特性问题。
由于体积重量等原因限制,所以应选用质量小,功率适宜的永磁电机。
它的励磁磁通是恒定的。
在控制系统钟,通常用电枢电压作为控制信号,电压的大小与电机转速成正比,改变电压极性,电机运转方向也随之改变。
下图是电枢控制的原理图。
Ia(图二)电枢控制的原理图根据电枢反应原理,电机转速n的计算公式为:n=n0-KhTem=18000-3300=14700式中n0=Ua/Kt,Kh=Ra/KtKe ,而Ua为电枢电压,Kt为转矩常数,Ra为电枢电阻,Ke为电势常数,电机的电磁转矩Tem应为:Tem=CtφIa= KtIa=17.6~20kg•cm式中Ia为电枢电流,Ct为常数,φ为磁通量。
上式是电枢控制的静态特性方程,即稳定运行状态方程,由此可得直流电机的机械特性和调节特性。
1)机械特性:机械特性指控制电压恒定时,电机转速随转矩变化的关系。
由转速公式可得到直流电机的机械特性,如下图所示。
机械特性是线性的,当电压一定时,转速升高则转矩下降。
特性曲线与纵轴的交点即为电磁转矩等于零时的理想空载转速n0,即:n0=Ua/Ke=18000可以看出,空载时电机转速与电枢电压成正比。
但实际电机空载运行中,即使电机轴上不带负载,因为自身的空载损耗,电磁转矩并不为零。
机械特性曲线与横轴的交点为电机堵转时(n=0)的转矩,即所谓的电机堵转转矩Td,Td=KtUa/Ra=0 (1)Y方向受力:F1+F2*cosθ1+f2*sinθ1-mg=0 (2)转矩M:F2*h/sinθ1- mg* =0 (3)f1=F1*f2=F2*取mg=5kg*9.8m/s =49NH为设计通过障碍高度为10cma为长边长是45cm,b为高是22.5cm为摩擦因素取0.7由(3)式得=由上式可以看出,在一定范围内,爬升高度h与平行四边形机构夹角θ有关,h越高θ越小。
联立(1)(2)得变为可知:当摩擦因素越大时,台阶对机器人的支撑力越小,其向上升的力f2也越小,因此,摩擦因数较小的材料制作机器人履带,但是摩擦因数较小则在其他路面上其前进的动力不足,因适当选用合适材料,使其工作在适当条件下。
经实验选择橡胶或金属履带效果较好。
2.4工作原理及分析小车采用直流电机后驱的驱动方式过台阶时:小车平行四边形连杆转向前端,高于或接触台阶,凭借小车强劲的动力爬越台阶。
过凹坑时:小车平行四边形连杆转向前端,当小车履带抵住凹坑边缘时,小车平行四边形连杆转向后端,小车重心后移,履带与凹坑边缘平行,通过凹坑。
2.5机械创新点机械结构采用履带式,底盘类似于坦克的底盘,运行稳定,爬坡效果好,还可跨越大约35cm的凹坑。
机器人体型采用平形四边形设计,前后均可爬坡,可有效控制爬坡高度,可自行调节角度适应不同高度的台阶,机构重心空间位置可调,可调高度在7.5cm—15cm之间,前后摇杆摆动幅度在30°— 150°范围内,电子控制结构置于H型底盘中央,可实现摄像头等电子设备相对稳定性。
2.6实验可行性经过现场测试,机器人表现出了一定程度上的通过障碍物的能力,但仍然表现出很多不足,重心位置与预想位置不同是通过实验发现的重要问题之一,会进一步改进其结构尺寸。
参考文献[1]邓星钟,机电传动控制(第三版),华中科技大学,2001.[2]朱龙根,机械系统设计(第二版),机械工业出版社,2002.[3]梁森,王侃夫,黄杭美.自动检测与转换技术(第二版)[M].北京:机械工业出版社,2007.[4]张成新,柔性机器人协调操作的动力学分析与规划[D],北京工业大学,2002.注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。