【正文】 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 I 頁 共 I 頁 基于多功能物料運輸車機器人設計起升機構結構部分設計 目 錄 1 引言??????????????????????????????? ? 1 項目的研究意義????????????????????????? ? 1 國外物料 運輸 機械的發(fā)展趨勢 ??????????????????? ? 2 未來 物料 運輸機械的發(fā)展趨勢 ??????????????????? ? 2 設計產品的目的????????????????????????? ? 3 2 總體方案設計??????????????????????????? ? 4 模型實物圖 ?????? ?????????????????????? 4 多功能物料運輸車救援工作的優(yōu)點 ?????????????????? 4 多功能物料運輸車的功能與實用性能指標 ?????????????? ? 4 功能分析 ???????????????????????????? 4 實用性能指標 ?????????????????????????? 5 底盤運動機構的設計 ???????????????????????? 6 動力機構的設計 ?????????????????????????? 6 傳動機構設計 ???????????????? ??????????? 7 蝸輪蝸桿傳動機構 ????????????????????????? 8 蝸輪蝸桿傳動機構的種類 ????????????????????? 8 蝸輪蝸桿傳動機構的區(qū)別 ????????????????????? 8 采用圓弧圓柱蝸桿傳動的優(yōu)點 ??????????????????? 8 多功能物料運輸車執(zhí)行機構的設計 ?????????????????? 9 前端提升機構設計 ???????????????????????? 9 運輸機構的設計 ????????????????????????? 10 起重機構的設計????????????????????????? 10 起重機械的工作特點 ?????????????????????? 10 起重機械今后的發(fā)展方向 ???????????????????? 12 起重機械的主要參數(shù) ?????????????????????? 13 起重機的工作機構 ??????????????????????? 16 起升機構 ?????????????????????????? 16 回轉機構 ?????????????????????????? 18 3 運動分析部分 ????? ??????????????????????? 18 蝸輪蝸桿傳動（起重機回轉機構部分） ???????????????? 18 蝸輪蝸桿傳動（起重機起吊繩索部分） ???????????????? 19 起升機構受力分析????????????????????????? 19 4 改進部分 ????????????????????????????? 20 起升機構的改進 ?????????????????????????? 20 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 II 頁 共 II 頁 影響起升機構的幾個因素 ????????????????????? 20 對影響起升機構因素的改進 ??? ????????????????? 21 取物裝置的改進 ?????????????????????????? 25 取物裝置的的種類 ???????????????????????? 25 吊鉤 ?????????????????????????????? 25 取物裝置的改進 ???????????????????????? ? 26 結束語???????????????????????????????? 30 致謝????????????????????????????????? 32 1 參考文獻??????????????? ???????????????? 33 對我們全國所有人來說，說到 5 月 12 號這一天，大家應該都不會忘記，我國遭遇了特大的自然災害 —— 汶川地震 ，房屋倒塌，許多人流離失所，那場景觸目驚心。根據(jù)災難發(fā)生的時間，災難救援可以分為災前救援、災時救援與災后救援三個階段 [l]。而災害事故具有突發(fā)性、災難性、破壞性等特點，因此三個階段在災難發(fā)生時通常沒有明確的界限，但是各個階段救援工作都面臨著兩個問題：環(huán)境的復雜性和環(huán)境的危險性。它的危害嚴重，以地震后災區(qū)環(huán)境為例，地震后存在易二次倒塌建筑物的現(xiàn)場，施救人員無法深入進行偵察或 施救，而人們又急于探知災難現(xiàn)場的內部險情，但又不敢或無法接近或進入災難現(xiàn)場，而且災后災區(qū)物資的匱乏是也是其中一個難題，因此物資的及時運輸是災后救援的一大重要工程。 項目的研究意義 在世界各地，由于自然災害、恐怖活動和各種突發(fā)事故等原因，災難經常發(fā)生。在災難救援中，救援人員只有非常短的時間 (約 48 小時 )用于在倒塌的廢墟中尋找幸存者，否則發(fā)現(xiàn)幸存者的幾率幾乎為零。在這種緊急而危險的環(huán)境下，多功能物料運輸車可以為救援人員提供幫助。因此，將具有自主智能的在危險和復雜的災難環(huán)境下“搜索和營救” (SAR)幸存者，是 起重運輸機械學中的一個新興而富有挑戰(zhàn)性的領域 [l]。 我國前段時間遇到的災難汶川地震，不安全因素很多，房屋倒塌嚴重，還連帶著許多小的余震等，災害事故危害嚴重，傷害人員多。各類災害事故存在突發(fā)性、災難性、破壞性等特點。因此，研究廢墟搜救新裝備是一項緊迫任務。目前，救災方式只是根據(jù)事故的類型確定救災的方案，一般救護人員無法進入危險區(qū)域，只能通過一些特殊設備進入災區(qū)，然后再搜救遇險災民。這種方式危險性大，傷亡人數(shù)多，救災周期長，往往效率低。隨著科技的發(fā)展，物料運輸機械將被應用到廢墟救災領域。物料 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 III 頁 共 III 頁 運輸車利用自身的優(yōu) 點，能迅速找到遇險災民的位置，降低事故危害性，對提高救災效率具有重大意義，具體表現(xiàn)為以下幾點 [19]: 第一多功能 物料運輸車具有靈活性好、機動性強的特點，有較好的爬坡和越障能力，能適應現(xiàn)場各種各樣的地理環(huán)境。比如，蛇形救災機器人能適應任何的復雜環(huán)境，在礦井下能自由運動； 第二 當多功能物料運輸車順利的越過障礙后，能迅速將物品運放到指定的位置。以便遇險災民更好的得到救助； 第三 多功能物料運輸車具有為遇險災民投放小包食品、藥物和通訊裝置等輔助功能，并合理分配，能有效地減少遇險災民的傷亡人數(shù)； 第四可以連續(xù)的執(zhí)行乏 味的搜索救援任務，而不會像人一樣感到疲倦； 第五不怕火、濃煙等危險和有害條件。 世界各國都在不斷加大 物料 運輸機械的開發(fā)投入和研究力度，及時把微電子技術、自動化技術、人工智能技術、計算機技術、機器人技術以及新材料、新工藝等現(xiàn)代高新技術大量運用于 物料 運輸機械的生產、制造等領域，使 物料 運輸機械的技術含量越來越高，在未來發(fā)展方向上呈現(xiàn)出許多新的特點。 國外物料 運輸 機械的發(fā)展趨勢 在國外，物料運輸機械的發(fā)展迅速，技術日益成熟，并進入實用化階段，日本、美國、英國等已開始裝備使用 [7]。在災難現(xiàn)場中，物料運輸車應能迅速找 到幸存者的位置。 起重運輸機械作為后勤裝備保障的重要組成部分，其信息化程度如何，將直接影響軍需物資在起重、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的保障效能。為此，世界各國都在現(xiàn)有 物料 運輸機械的基礎上，及時將全球定位技術、實時跟蹤技術、計算機網絡等信息技術用于 物料 運輸機械上。例如，在現(xiàn)代 物料 運輸機械上，通過安裝車載接收器、數(shù)字化定位跟蹤儀、自診斷故障檢測儀以及遙感器等信息裝置，以實現(xiàn)對 物料 運輸機械在日常作業(yè)、調度和管理上的實時、實地的動態(tài)控制 [11]。另外，為了在 惡劣的災區(qū)無法到達的地區(qū)救援時 ，歐美等發(fā)達國家開始在一些 物料 運輸機械上加裝 自動探測器和一些智能型處理設備，并將紅外技術、遙感技術、機器人技術、雷達技術進行綜合集成，使 物料 運輸機械在 進行救援 作業(yè)時一方面具有一定的自動判斷、偵察和識別能力；另一方面還能自動生成作業(yè)方案和自動修改作業(yè)參數(shù)，所有作業(yè)程序都是自動完成的。例如，美、英等國相繼開發(fā)和研制出的智能型 物料 運輸機械，一旦在 物料 運輸作業(yè)過程中遇到危險物、爆炸物時，則會通過無線電控制技術，指令機器人對 物料 運輸機械進行各類作 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 IV 頁 共 IV 頁 業(yè)。 這些對災后救援工作找到幸存者非常有利。 未來 物料 運輸機械的發(fā)展趨勢 災害事故 的突發(fā)性、驟然性、不確定性等因素增多 ，這些都對 物料 運輸機械的性能提出了更高的要求，尤其是速度性能已成為當今世界各國普遍追尋的目標。目前，無論是橋、門式起重機，還是輪式 物料運輸 機械，如各種軍用搬運機械、裝載機或挖掘機，在追求作業(yè)穩(wěn)定性能的同時，也更關注起重、運輸作業(yè)的速度性能。例如軍用裝載機和挖掘機，其機動速度由原來不足 45 km／ h，現(xiàn)已普遍提高到 60 km／ h～ 70 km／ h，有的甚至更高。如澳大利亞產的 ADI 型多功能起重車，最高時速可達 100 km／ h；長距離行駛速度平均在 80km/h。這種高速化的設備，一方面能夠滿足部隊快速編隊行進的需 要，另一方面還能滿足在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中大量軍需物資補給、消耗的需要 [12]。 除了這些，物料運輸車還應具備多功能化， 例如，由澳大利亞研制生產的 ADI 型多功能起重車，除了裝有前置裝貨機和助耕機外，還可選裝夯土機、大地螺絲鉆、巖石破碎機、絞盤以及雪犁等工作裝置，以完成各種軍事野外工程和后勤保障任務。美國山貓公司生產的多功能物料搬運車，除了能夠在倉庫、碼頭、岸灘等不同場地作業(yè)外，還能通過更換屬具的方式，實現(xiàn)起重、運輸、堆碼垛、裝卸載以及高空作業(yè)等多種功能。再如，由法國曼尼妥公司為北約部隊設計生產的多功能懸臂式維修起重機， 既能在軍港碼頭進行高、低空維修作業(yè)，也能在機動港和岸灘展開作業(yè)。另外，統(tǒng)一起重運輸機械底盤，做到一種底盤多種車型則是多功能化的另一種發(fā)展模式。如美軍的裝甲型起重運輸機械，大多采用主戰(zhàn)坦克的底盤；車身則采用抗打擊能力極強的防護材料，以實現(xiàn)起重運輸機械在各種復雜戰(zhàn)場環(huán)境下的保障能力和戰(zhàn)場的生存能力。這些朝著多功能化方向發(fā)展的軍用起重運輸機械，其作業(yè)適應能力和范圍都將得到大幅度的提高[18]。 設計產品的目的 我們都知道災后道路毀壞，普通車輛難以進行正常運輸，空投物資雖然能夠及時準確的進行物資補給，但是代價高昂。 因此能不能有這樣一種運輸車？它既能在崎嶇的地形上正常運行，越過重重障礙物，而且又能方便快捷的將物資運送到需要的地區(qū)，以解燃眉之急。因此本文設計了一款多功能物料運輸車，多功能物料運輸車的參與可以有效地提高救援的效率和減少施救人員的傷亡，它們不但能夠幫助工作人員執(zhí)行救援工作，而且能夠代替工作人員執(zhí)行搜救任務，在災難救援中起著重要的作用，其中 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 V 頁 共 V 頁 我們設計的這款多功能物料運輸車是根據(jù)目前市場上的履帶式起重機進行改進的，我們都知道起重機是能在一定的范圍內垂直提升和水平搬運重物的多動作起重機械，又稱為吊車，我們都知道吊車 主 要用是來吊運成件物品的，在配備適當?shù)蹙吆笠部傻踹\散狀物料和液態(tài)物料，因此我們設計的這款多功能物料運輸車將不僅僅在救災上起到很大的作用 [15]，或許將來可以替代起重機進行作業(yè)，因此結合以上所述，我們知道該產品在災