履带式机器人的机构特点

机器人行走机构分类一、简介机器人行走机构是指用于实现机器人行走功能的机械结构。

机器人的行走机构种类繁多，根据不同的应用需求和环境条件，可以选择合适的行走机构来满足机器人的运动要求。

本文将对常见的机器人行走机构进行分类介绍。

二、轮式行走机构轮式行走机构是最常见的机器人行走机构之一，其特点是结构简单、易于控制和稳定性较高。

轮式行走机构通常由两个或多个轮子组成，通过电机驱动轮子旋转，从而实现机器人的行走。

轮式行走机构适用于平坦的地面，并且能够快速移动。

三、履带式行走机构履带式行走机构采用履带来实现机器人的行走，其特点是具有较好的通过性和抓地力。

履带式行走机构通常由一条或多条履带组成，通过电机驱动履带的运动，从而实现机器人的行走。

履带式行走机构适用于复杂的地形和恶劣的环境条件，能够克服一些障碍物。

四、足式行走机构足式行走机构模仿了生物的步态，通过仿生设计实现机器人的行走。

足式行走机构通常由多个关节和连接件组成，通过电机驱动关节的运动，从而实现机器人的行走。

足式行走机构具有较好的灵活性和适应性，能够适应不同的地形和环境条件。

五、腿式行走机构腿式行走机构是一种特殊的行走机构，其特点是具有较好的稳定性和适应性。

腿式行走机构通常由多个腿部组成，通过电机驱动腿部的运动，从而实现机器人的行走。

腿式行走机构适用于复杂的地形和狭窄的空间，能够克服一些障碍物。

六、轮腿混合式行走机构轮腿混合式行走机构是将轮式行走机构和腿式行走机构结合起来的一种行走机构。

轮腿混合式行走机构通常由轮子和腿部组成，通过电机驱动轮子和腿部的运动，从而实现机器人的行走。

轮腿混合式行走机构综合了轮式行走机构和腿式行走机构的优点，能够在不同的地形和环境条件下灵活行走。

七、其他行走机构除了上述介绍的常见行走机构外，还有一些其他特殊的行走机构，如链式行走机构、球形行走机构等。

这些行走机构通常被应用于特定的领域和特殊的环境条件，具有一些特殊的优势。

八、总结机器人行走机构是机器人的重要组成部分，不同的行走机构适用于不同的应用场景。

履带式移动机器人平台设计履带式移动机器人平台是一种具有履带底盘的机器人平台，通过使用履带来实现对不同地形的适应性和应用的灵活性。

这种机器人平台可以应用于多个领域，如农业、建筑、勘探等。

在设计履带式移动机器人平台时，需要考虑机器人的结构、控制系统、能源供给以及传感器等方面。

首先，履带式移动机器人平台的结构设计是关键。

该平台应该具有稳定的结构，能够承受重量并在不同地形下保持平衡。

为此，可以采用坚固的金属材料作为机器人的主体框架，并加入增强材料以增加强度。

机器人的履带系统应该能够提供足够的牵引力和抓地力，以便机器人可以在各种地形下移动，如沙漠、山地和湿地等。

其次，控制系统是履带式移动机器人平台的核心。

控制系统应能够控制机器人的运动和操作。

可以采用集中式控制系统，通过中央控制器来控制机器人的各个部分。

此外，还可以利用无线通信技术，实现与机器人的远程控制和监视。

控制系统应该具有一定的自主性，能够适应不同的工作环境和任务需求。

能源供给是履带式移动机器人平台设计中的另一个重要考虑因素。

机器人平台需要一个可靠的能源供应，以保证其正常运行。

可以采用可充电电池作为机器人的能源供应，以便机器人可以在未来的一段时间内持续运行。

此外，还可以利用太阳能或燃料电池等可再生能源来增加机器人的续航能力。

最后，传感器的选择和应用也是履带式移动机器人平台设计中的关键因素。

传感器可以提供环境信息和物体检测能力，以帮助机器人感知周围环境，并做出相应的决策。

可以使用激光传感器、摄像头、红外线传感器等多种传感器，以获取丰富的环境数据。

这些传感器需要与控制系统相连接，以实现数据的收集和处理。

总之，履带式移动机器人平台设计需要综合考虑机器人的结构、控制系统、能源供给以及传感器等方面。

通过合理的设计和应用，可以实现机器人的高效移动和任务执行能力，进一步提高机器人的自主性和灵活性。

JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本科毕业论文（设计）题目：履带式机器人结构设计学院：工学院*名：**学号： ********专业：农业机械化及其自动化年级：农机1001指导教师：肖丽萍职称：副教授2014年 5 月摘要在微小型履带机器人方面美国走在了世界的前列，代表机器人有Packbot机器人，Talon机器人，NUGV等。

我国微小型机器人的研究和开发晚于西方的一些发达国家，我国是从20世纪80年代开始机器人领域的研究的。

其中具有代表性的有中国科学院研制的复合移动机器人“灵晰-B”型排爆机器人，“龙卫士Dragon Guard X3B 反恐机器人”，“JW-901 排爆机器人”等。

此设计的目的设计结构新颖，能实现过坑、越障等动作。

通过在机器人机架上加装其他功能的模块来实现不同的使用功能，本研究的意义是为机器人提供一个动力输出平台，为开发各种功能的机器人提供基础平台。

此设计移动方案的选择是采用了履带式驱动结构。

结构整体使用模块化设计，以便后续拆卸维修，可以适应于各种复杂的路面，并可主动控制前后两侧摇臂的转动来调节机器人的运动姿态，从而达到辅助过坑、越障等动作。

经过合理的设计后机器人将具有很好的环境适应能力、机动能力并能承受一定的掉落冲击，此设计的移动机构主要由四部分组成：主动轮减速机构、翼板转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构。

关键词：履带机器人;履带移动机构;模块化设计AbstractIn terms of micro small crawler robots walk in the forefront of the world in the United States, on behalf of the robot has disposal robot, Talon robot, NUGV, etc. Miniature robot research and development in our country later than some developed western countries, our country from the 1980 s began to research in the field of robot. One of the typical composite mobile robot developed by the Chinese academy of sciences \"norm of spirit - B\" type eod robots, \"Dragon Guard Dragon Guard X3B anti-terrorism robot\", \"JW - 901 eod robot\", etc.The design is novel, the purpose of this design can achieve pit, surmounting obstacles. Through in the robot arm with other function modules to realize different use function, the significance of this study is to provide a power output for robot platform, provides the basis for the development of all sorts of function of robot platform.This design is the choice of mobile solutions adopted crawler drive structure. Structure of the overall use of modular design, in order to follow-up maintenance, removal can be adapted to various complicated road, and can turn on either side of the rocker arm before and after active control to regulate the robot's motion, so as to achieve auxiliary pit, surmounting obstacles. After reasonable design robots will have good environmental adaptability, mobility and can absorb a certain amount of drop impact, this design of the mobile mechanism is mainly composed of four parts: the driving wheel deceleration institutions, wing rotating mechanism, adaptive pavement actuators, track and track wheel motion mechanism.Keywords: tracked robot; tracked mobile mechanism;the modular design目录摘要 (2)1 引言 (5)2 履带机器人的现状及发展 (6)3 履带机器人的运动特性 (9)4 本研究采用的行走机构 (12)4.1 行走机构的选择 (12)4.2 履带机器人的功能、性能指标与设计 (13)4.3 主要机构的工作原理 (14)5 机器人越障分析 (15)5.1 跨越台阶 (15)5.2 跨越沟槽 (16)5.3 斜坡运动分析 (17)6 机器人移动平台主履带电机的选择 (19)6.1 机器人在平直的路上行驶 (19)6.2 机器人在30°坡上匀速行驶 (20)6.3 机器人的多姿态越阶 (21)7 移动机构的分析及其选择 (23)7.1 典型移动机构分析 (23)7.2 本研究采用的移动机构 (27)8 履带部分设计 (28)8.1 履带的选择 (28)8.2 确定主从动轮直径 (31)8.5 功率验算 (38)8.6 同步带的物理机械性能 (38)8.7 履带主从动轮设计 (39)8.8 副履带部分设计 (42)9履带翼板部分设计 (47)9.1 履带翼板的作用 (47)9.2 履带翼板设计 (47)10 计算履带装置的重心及其各部件重心 (49)10.1 主履带的重心计算 (49)10.2 副履带的重心计算 (54)10.3 主履带及其摇臂也就是副履带总部分的重心计算 (55)总结 (56)致谢 (57)参考文献 (57)1 引言随着社会的发展，我们面临的自身能力、能量的局限越来越多，所以我们创造了各种类型的机器人来辅助或代替我们完成任务。

履带式液压排涝机器人工作原理一、概述履带式液压排涝机器人是一种利用液压技术进行排水的机器人，其主要特点是具有良好的通过性和作业能力。

该机器人主要由履带系统、驱动系统、液压系统、控制系统和作业系统等部分组成。

本文将详细介绍该机器人的工作原理。

二、履带系统履带系统是该机器人的核心部分，由履带链轮、履带板和支架等组件构成。

其主要作用是提供牵引力和通过性，使机器人能够在不平坦地形上运动和作业。

三、驱动系统驱动系统由电机、减速器和传动装置等组成。

其主要作用是为履带提供动力，并通过传动装置将电机输出的转矩传递到履带链轮上，从而实现机器人的前进和转向。

四、液压系统液压系统是该机器人的另一个重要部分，由油箱、泵站、阀门和执行元件等组成。

其主要作用是为各个部分提供所需的油压力，并通过阀门调节油流量和方向，从而实现对各个执行元件的控制。

五、控制系统控制系统由传感器、控制器和执行机构等组成。

其主要作用是对机器人进行监测和控制，并通过执行机构实现各种操作。

其中，传感器可以感知机器人的状态和周围环境；控制器可以根据传感器的反馈信号进行计算和决策；执行机构则可以根据控制信号实现相应的操作，如启动电机、调节阀门等。

六、作业系统作业系统是该机器人的最终目的所在，其主要作用是进行排涝作业。

该系统由水泵、进水口、出水口和管道等组成。

其中，水泵通过液压驱动实现抽水，进水口将待排除的水引入到机器人内部，出水口将处理后的水排出到外部环境中，管道则负责连接各个部分。

七、工作原理该机器人在工作时，首先通过驱动系统提供动力，并借助履带系统实现前进和转向。

同时，液压系统为各个部分提供所需的油压力，并通过阀门调节油流量和方向，从而实现对各个执行元件的控制。

控制系统则对机器人进行监测和控制，并通过执行机构实现各种操作，如启动电机、调节阀门等。

最终，作业系统将待排除的水引入到机器人内部，再通过液压驱动的水泵进行抽水处理，并将处理后的水排出到外部环境中。

多功能履带式机器人设计一、整体结构设计多功能履带式机器人的整体结构设计是其实现各种功能的基础。

为了适应不同的工作环境和任务需求，机器人的外形通常采用紧凑且坚固的设计。

履带部分是其重要的移动机构，履带的材质需要具备高强度、耐磨损和良好的抓地力。

履带的宽度和长度应根据机器人的负载能力和通过性要求进行合理选择。

较宽的履带可以增加机器人的稳定性，而较长的履带则有助于提高其跨越障碍物的能力。

机器人的主体框架一般采用铝合金或高强度工程塑料，以减轻重量并保证足够的强度。

在框架上，合理布置各种传感器、执行器和电子设备的安装位置，同时要考虑到散热、防护和维修的便利性。

二、驱动系统设计驱动系统是多功能履带式机器人的动力来源，直接影响其运动性能。

常见的驱动方式有电动驱动和液压驱动。

电动驱动具有响应速度快、控制精度高、噪音低和无污染等优点。

通常采用直流无刷电机或步进电机，通过减速器将电机的高速旋转转换为履带的低速转动。

在电机的选择上，需要根据机器人的负载、速度和工作时间等参数进行计算，以确保电机能够提供足够的扭矩和功率。

液压驱动则适用于负载较大、工作环境恶劣的情况。

液压系统通过油泵将机械能转化为液压能，再通过液压缸或液压马达驱动履带运动。

液压驱动具有输出扭矩大、过载能力强的特点，但系统相对复杂，维护成本较高。

三、控制系统设计控制系统是多功能履带式机器人的大脑，负责对机器人的运动、操作和各种功能进行精确控制。

控制系统通常采用基于微控制器或嵌入式系统的架构，如Arduino、STM32 等。

通过编写控制程序，实现对电机、传感器和执行器的实时控制。

在控制算法方面，常用的有 PID 控制、模糊控制和神经网络控制等。

PID 控制算法简单可靠，适用于对精度要求不高的场合；模糊控制则能够较好地处理不确定性和非线性问题；神经网络控制具有强大的自学习和自适应能力，但计算量较大，对硬件要求较高。

为了实现远程控制，机器人还需要配备无线通信模块，如 WiFi、蓝牙或 4G/5G 模块，以便操作人员能够在一定距离内对机器人进行监控和操作。