【正文】 很有可能瞬間燒毀電動馬達(dá)，平帶與 V型帶會在卡死后產(chǎn)生相對的滑動以減少熱量的產(chǎn)生。行星減速與蝸桿減速在履帶機器人的各個部分都有使用。一般機器人上使用的都是減速馬達(dá)，也就是一個減速箱和一個電動馬達(dá)的結(jié)合體。它沒有齒間隙 , 所以成為了理想的精確的自動化機器人機械部件。同步帶在安裝上與平帶 類似，是平帶傳動的另一種注重精準(zhǔn)性的改進(jìn)型?？嚲o力越大，傳動能量就越強。 c V 型帶傳動： V 型傳動帶的截面很像梯形，導(dǎo)輪的截面也有一個 V 型的口。這一張緊過程會對軸承產(chǎn)生較大的載荷。 b平帶傳動： 平帶傳動被廣泛使用在高速，小直徑，低噪音的場合。 幾種常見的傳動方式 a鏈條傳動： 鏈條的長度可以自行選擇，所以對軸的距離要求不是很精準(zhǔn)，這個可以降低安裝難度。 動力傳動模式的選擇 將發(fā)動機產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速可靠精準(zhǔn)的傳遞到輪子也是非常重要的。 表 11 活塞內(nèi)燃機與電動馬達(dá)的性能對比 Table 11 Piston engine and electric motor performance parison 單位質(zhì)量功率 再啟動難度 對空氣依賴性 噪音震動 發(fā)熱量 電磁干擾 活塞式內(nèi)燃機 高 難 高 高 高 無 電動馬達(dá) 中 易 無 低 中 有 在這兩個選擇之間，電動馬達(dá)唯一的缺點便是在運轉(zhuǎn)的時候會產(chǎn)生電磁 干擾，雖然這對負(fù)責(zé)拆彈工作的機械臂的控制極為不利，但是從現(xiàn)實角度出發(fā)，拆彈工作 一般 不會在機器人行進(jìn)中進(jìn)行，而是在停止的狀態(tài)下進(jìn)行的，所以主動力馬達(dá)的電磁干擾對履帶機器人來說也可以忽略。 4， 運行起來不需要新鮮空氣，這對于在比如集裝箱，室內(nèi)這樣的狹窄空間中的拆彈任務(wù)極為重要，否則會使機器人無法工作。 2， 熱源小，面對爆炸物來說熱量越小越好。因此，這里為了單位質(zhì)量的功率而使用汽油引 擎是得不償失的。內(nèi)燃機單位質(zhì)量產(chǎn)生的能量較大，例如， 一個微型 的 航模用甲醇二沖程發(fā)動機就能爆發(fā)出驚人的能量和轉(zhuǎn)速。 1 履帶機器人的運動分析 驅(qū)動模式的選擇 機器人的種類有許多種，要設(shè)計一個機器人必須先選擇合適的動 力，能源，運動模式，傳動模式等。所以在設(shè)計這個拆彈機器人的時候，所有的結(jié)構(gòu)部件在考慮強度的同時最大限度的考慮到了易于加工性，因此也犧牲了一部分外觀和 強度或者重量的參數(shù)。 設(shè)計機器人是一個龐大大工程，一個優(yōu)良的設(shè)計不僅僅是優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)理論數(shù)據(jù)與華麗的外觀，便于生產(chǎn)和控制加工成本也是成功的關(guān)鍵，這是設(shè)計能否走出圖紙成為成品的決定性因素。這次的設(shè)計能盡可能考慮到需要考慮到的所有的相關(guān)因素，在論文開始的幾章里用了大量的的篇幅進(jìn)行理論的論證與各種結(jié)構(gòu)模式的選擇，用來尋找最合適的 設(shè)計方案。各國目前現(xiàn)役的的拆彈機器人，偵查機器人與戰(zhàn)斗機器人均已履帶機器人為基礎(chǔ)。國內(nèi)對該類機器人研究起步較晚 ,但近期取得了一定成果 ,如沈陽自動化研究所研制的 CLIMBER 機器人 ,北京理工大學(xué)研制的四履腿機器人 ,北京航空航天大學(xué)研制可重構(gòu)履帶機器人等。從上世紀(jì)八十年代開始，歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家就開始對各種機器人進(jìn)行系統(tǒng)的研究，隨著科技的進(jìn)步和時間的推移，取得了大量的研究成果。 偵查模式 ........................... 錯誤 !未定義書簽。 鉛酸蓄電池 ......................... 錯誤 !未定義書簽。 5 履帶機器人的動力部件 ................. 錯誤 !未定義書簽。 4 履帶機器人的控制與傳感器 .............. 錯誤 !未定義書簽。 前臂 .........................................錯誤 !未定義書簽。 動力模塊框架 .................................錯誤 !未定義書簽。 前輪架 .......................................錯誤 !未定義書簽。 軸帽 .........................................錯誤 !未定義書簽。 底盤框架 .....................................錯誤 !未定義書簽。 幾種機械臂的驅(qū)動方式 .........................錯誤 !未定義書簽。 機械臂的運動形式選擇 ................ 錯誤 !未定義書簽。 常見的可充電電池 .............................錯誤 !未定義書簽。 動力傳動模式的選擇 .................. 錯誤 !未定義書簽。 fighting robot。 關(guān)鍵詞： 通用機械 ； 機器人平臺；拆彈機器人 ； 偵查機器人 ； 戰(zhàn)斗機器人 ； TRACKED ROBOT DESIGN AND MODELIN ABSTRACT Robots have an irreplaceable status in modern warfare, especially in antiterrorists wars. Bombdisposal robot, detection robot, and fighting robot, for instance, can greatly simplify the task of process, and reduce casualties and property losses. Although the crawler robot moves slowly and has great resistance on running, is has high passability that can climb over obstacles and stairs, and high load capacity. It has bee the first choice for military uses. The thesis carries out demonstrations of theoretical arguments and a list of a variety of options for structure model first by using a considerable space, then defines the best alternative of designs after a detailed parison. In the subsequent chapters, specific structural designs were conducted for each part of robots. In the design process, such as robot’s functionality and structural rationality was sufficiently taken into consideration, as well as the control of processing cost and difficulty. The final design, a bombdisposaltaskoriented mediumsized tracked robot platform was pleted. It has all the advantages of tracked robot, and can be switched to different plugins in order to bomb demolition, detection, and bat missions. KEY WORDS: general machinery。 論文中先 用 了 大量的的篇幅進(jìn)行理論的論證與各種結(jié)構(gòu)模式的選擇， 進(jìn)行了詳細(xì)的對比后， 找到最合適的設(shè)計方案。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影 印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計）。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 題 目 __________________________________ __________________________________ 履帶機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計與建模 畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明 本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨立完成，真實可靠，不包含他人成果及已獲得 或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計）或與該論文（設(shè)計）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，單位署名為 。 在后續(xù)的章節(jié)中對機器人的各個部分進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 robot platform。 目 錄 前言 ................................. 錯誤 !未定義書簽。 幾種常見的傳動方式 ...........................錯誤 !未定義書簽。 幾種充電電池的綜合對比 .......................錯誤 !未定義書簽。 機械臂的運動方式 .............................錯誤 !未定義書簽。 機械臂驅(qū)動方式的對比與選擇 ...................錯誤 !未定義書簽。 支撐輪底 盤 ...................................錯誤 !未定義書簽。 軸承部件 .....................................錯誤 !未定義書簽。 履帶 .........................................錯誤 !未 定義書簽。 輔動力模塊 ...................................錯誤 !未定義書簽。 中臂 .........................................錯誤 !未定義書簽。 傳感器 .............................. 錯誤 !未定義書簽。 電動馬達(dá) ............................ 錯誤 !未定義書簽。 6 履帶機器人的功能與擴展 ............... 錯誤 !未定義書簽。 戰(zhàn)斗模式 ........................... 錯誤 !未定義書簽。 比較有影響的是美國的 Packbot 機器人和 Talon 機器人 。 在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，尤其是反恐戰(zhàn)爭中履帶機器人無論是作為拆彈機器人，偵查機器人還是戰(zhàn)斗機器人，都發(fā)揮著越來越重要的的作 用。 以上三種軍用機器人中，拆彈機器人使用的最為廣泛。一個優(yōu)良的拆彈機器人擁有通過性與載重性很強的底盤，精準(zhǔn)強力的機械臂，與完備的遠(yuǎn)程監(jiān)控操作能力。在論文的準(zhǔn)備階段中我了解到“通用機械”這一概念，機械的通用性的好壞不僅決定 了這一個設(shè)備的加工難度，而且能決定這一領(lǐng)域的發(fā)展速度。機器人的的每一個零件，從螺母到軸承到方形鋼管，完全符合我國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計的后期我也切身體會到標(biāo)準(zhǔn)化帶來的優(yōu)勢，許多零件因為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以互相替換，使設(shè)計周期大大縮短。這一章便是對各種機器人工作模式之間進(jìn)行對比與選擇。但是同時帶來的也有 強烈 的震動，熱量和廢氣。 另外，相對于活塞式引擎，電動馬達(dá)有如下優(yōu)點。而作為戰(zhàn)斗機器人的參加任務(wù)的話熱源會成為熱敏武器與紅外觀察設(shè)備的目標(biāo)。 5， 雖然電動機加上蓄電池的重量可能非常大，這樣會導(dǎo)致在爬樓梯和上坡中會比較費力，但是對于履帶式機器人來說根本沒有問題，首先作為拆彈機器人，并不需要高速的移動到爆炸物旁邊，反而需要慢慢的靠近，通過蝸桿減速和鏈條減速的馬達(dá)可以輸出足夠的扭矩解決阻力與重量過大這一問題。另一方面，使用無刷電動馬達(dá)可以將電磁干擾造成的影響降到最低。通過前面的章節(jié)，我們已經(jīng)選擇電動馬達(dá)作為履帶機器人的主要動力。因為鏈條齒輪與鏈條之間存在間隙，所以傳遞過程并不是很精準(zhǔn)，尤其是在傳動方向轉(zhuǎn)變的時候有一定的滯后性。一般使用在一個大型馬達(dá)帶動許多不同的機械機構(gòu)。不同步問題使它不能用到需要兩端轉(zhuǎn)速同步的情況下，但是因此可以適用于會短時間超載的場合。 V 型傳動帶是最普遍的傳動帶。從某種意義上講， V型傳動帶是平帶的一種改進(jìn)型，保持了平帶所有的優(yōu)點的同時加大了傳遞的扭矩。同步帶的導(dǎo)輪上有牙槽。 缺點是，它也需要絕對平行的安裝環(huán)境，否則也會在運轉(zhuǎn)中飛出誘導(dǎo)輪。變速箱中 是齒輪，軸，軸承，潤滑油，和其他剛性配件。 傳動方式的綜合對比 表 12 幾種傳動方式的性能對比 Table 12 Transmission performance parison of several methods 傳遞扭矩 傳動精度 安裝難度 加工難度 成本 鏈條 高 中 低 低 低 平帶 低 低 中 低 低 V 型帶 中 中 低 低 中 同步帶 較高 較高 中 中 中 變速箱 高 高