【正文】 n, TX, USA. [2] 查選芳，張融甫，多足步行機器人支腿機構的運動學研究 [[J].東南大學學報， 1995(3):103 一 107. [3] Reid Krotkov and John Sixlegged Rover for Plaary :739747. [4] Burg J， Blazevic P. Antilock Braking and Terrain Control Concept for AllTerrain Robotic of IEEE International Conference on Robotics and Automation. 1997:14001405. [5] Steward Moorehead,Dimitrios Navigation Field Results of a Plaary Analog Robot in the 5th International Symposium on Artifical Intelligence,Robotics and Automation in : 237242. [6] Performance of Articulated Wheeled of Terrain ,3(2):3956. [7] 李航，孫厚芳，林青松等 .兩輪移動機器人控制系統(tǒng)研究 [J]機床與液壓，2020(7):179180 [8] . [9] . [10] Kris Hanser. Timothy Bretl. JcanClande Latombe. and Brian Wilcax. Motion Planning for a SixLegged Lunar Robot. Algorithmic Foundation of Robotics VII, STAR 47, pp. 301316,2020. [11] Jihong Lee,Hyungwon Shim, Doogyu Kim. Mobility and Agility Analysis of Walking Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. July 2一 39。 再次感謝祖莉講師給我的幫助，正是在他細心的指導下我才順利完成畢業(yè)論 還要感謝其他所有給過我?guī)椭睦蠋煛⑴笥?、同學，謝謝你們 。首先要向 給予我悉心指導和深切關心的導師祖莉講師表示由衷的感謝 ! 在大學四年里，我曾經是祖莉老師的一名普通的學生，抽簽抽到祖老師作為我的導師，使我重新認識了祖老師。如： （ 1）輪地接觸關系是一個值得研究的課題。 ，對最主要的傳動裝置進行了主要的分析設計。 本文的主要工作和貢獻有 : 、并行通信的多微處理器分布式控制體系結構實現硬件系統(tǒng)設計。蝸輪。而裝配圖的設計，人們通常先設計裝配草圖，然后再逐步完成整個裝配工作圖的繪制。 d5 d5=d4+2a 軸環(huán)供齒輪軸向定位和固定用， ≤ a≤ 。d1應符合密封元件的孔徑要求（查手冊），軸肩過渡圓角的要求查手冊。2 d39。 21 漸開線蝸桿基圓導程角 γb cosγb=cosγcosαn 22 蝸桿齒寬 b1 z1= b1≥ (12+)m z1= b1≥ (13+)m 17 23 蝸輪分度圓直徑 d2 d2=mz2=2ad12x2m 24 蝸輪喉圓直徑 da2 da2=d2+2hf2 25 蝸輪齒根圓直徑 df2 df2=d22hf2 26 蝸輪齒頂高 ha2 ha2=（ da2d2)/2=m(h a+x2) 27 蝸輪齒根高 hf2 hf2=（ d2df2)/2=m(h ax2+c ) 28 蝸輪齒高 h2 h2=ha2+hf2=(da2df2)/2 29 蝸輪咽喉母圓半徑 rg2 rg2=ada2/2 30 蝸輪齒寬 b2 b2≥ 15 31 蝸輪齒寬角 θ θ=2arcsin（ b2/d1） 32 蝸輪軸向齒厚 sx sx=πm/2 33 蝸桿法向齒厚 sn sn=sxcosγ 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 36 頁 共 43 頁 34 蝸輪齒厚 st 按蝸桿節(jié)圓處軸向齒槽寬 e39。m ③ 查設計手冊，選動載因素 KV=； ④ 查設計手冊，選載荷分布因素 Kβ=1； ⑤ 查設計手冊，查得接觸疲勞強度極限為 σHP=140MPa σH=155 15 8294 00 2 ????? =140MPa ??? YYmdd KKKTFfsVA2126 6 6? ①查設計手冊， 蝸輪綜合齒形系數 FSY =4； ②查設計手冊， 導程角系數 ?Y = ③查設計手冊，查得 齒根彎曲強度 33?FP? F? ???? ????? =33MPa 計算蝸桿傳動主要尺寸 下表為 普通圓柱蝸桿傳動基本幾何關系式： 表 2 普通圓柱蝸桿傳動基本幾何關系式 序號 名稱 代號 關系式 結果 1 中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 40mm 2 蝸桿頭數 z1 1 3 蝸桿齒數 z2 z2=iz1 49 4 齒形角 a ax=20176。 （ 3）精度選擇 7級精度。 電動機聯軸器蝸桿減速器 聯軸器滾筒輸送帶 圖 18 蝸桿減速器 表 1 蝸桿、蝸輪參數的匹配 中心距 a /mm 傳動比 i 模數 m /mm 蝸桿分度圓直徑d1/mm 蝸桿頭數z1 蝸桿齒數 z2 蝸輪變位系數 x2 40 2 6 29 2 4 29 20 4 38 2 2 29 19 20 2 38 29 2 1 29 38 20 1 38 49 20 1 49 62 1 18 1 62 選擇傳動比 i=49 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 33 頁 共 43 頁 （ 1）各軸由高速至低 速依次為 Ⅰ 軸、 Ⅱ 軸（工作軸）?? Ⅰ 軸 nⅠ = m in/30 00 000 rin m ?? Ⅱ 軸 nⅡ = .2614930 00in1 ??Ⅰr/min （ 2） 各軸輸入功率 Ⅰ 軸 PⅠ =Pdη3=500 =497W Ⅱ 軸 PⅡ =PⅠ η3η1=497 =356W （ 3）各軸輸入轉矩 Ⅰ 軸 TⅠ =Tdη3=9550mdnP η3=9550 =查數據可得輪與地面摩擦因素 μ=3 工作機扭矩 T=FμR=mgμR=40Kg 10m/s2 3 =108N (6)車輛的外形尺寸為 800 510 400mm。 (3)在車體上設有中央控制單元，實現對電機的運行控制。 (2)機器人的主要運動結構為前后四個車輪及其相關機構。另外，增加車輪的直徑比增加車輪寬度對減小壓實阻力更 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 29 頁 共 43 頁 為有效。另外，按照車輛理論的分析，車輪的直徑增大可以明顯提高機器人的越障 能力。 本方案采用集中驅動方式。即在每個驅動車輪上都 設置電機，驅動車輪運動或轉向。即把驅動電機布置在車體上，在通過傳動裝置，將動力輸出到每個車輪上，使車輪運動。當 前許多仿生機器人也有用液壓元件、氣動元件以及一些特殊材料來作驅動器。因此，機械結構設計是機器人開發(fā)過程中的一個非常重要的環(huán)節(jié)。當小車有一瞬時角速度 ω（ t）時，所需兩電機電壓差 Δ為 ΔU=U2U1=ω（ t） W/(Dπkn) （ 14） 若使： ??? ??? ??? 2/2 2/1 UUU UUU （ 15） 則小車兩電機輸入電壓之和為常數，即 U2+U1=2U （ 16） 式中， U為小車作直線運動時兩電機的輸入電壓， U值決定于 v0的大小。因此可推得如下關系式： Ex（ t） =?to dttv )(cos? (1) Ey（ t） =?to dttv )(sin? (2) θ(t)=?to dtt)(? (3) 在小誤差范圍內可以認為 : cosθ(t)=1 （ 4） sinθ(t)=θ(t) （ 5） 控制小車的兩電機電壓保證小車兩后輪中點處的速度為常 量 ， 即 v=v0，則式（ 1），（ 2） 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 26 頁 共 43 頁 和（ 3）可表示如下： Ex（ t） =v0t （ 6） Ex（ t） = ?to dttv )(0 ? （ 7） θ(t)=?to dtt)(? （ 8） 經過實測，小車兩電機閉環(huán)系統(tǒng)特性一致 .電機輸入電壓與車輪轉速關系如下： n=knU+Cn （ 9） 式中 n 為車輪轉速， U為電機輸入電壓， kn 和 Cn 為常數。 圖 13 車體結構圖 圖 14 車體運動路徑 圖 14為車體運動路徑示意圖。前面兩個輪為隨動輪，僅起到支承車體而無導向作用，后面兩輪為驅動輪，用兩臺電機分別驅動，通過調節(jié)后輪的轉速來控制車體運行的速度和轉動角速度。 圖 10 傳感系統(tǒng)結構 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 24 頁 共 43 頁 圖 11 傳感器主板絲印圖 傳感器主板電源由兩針接口 POWER 輸入之后分成兩路，一路經過可恢復保險管與 TVS 管 (用于反接與過壓保護 )為傳感器系統(tǒng)提供 24 電源，另一路直接為 PC 提供電源。傳感系統(tǒng)的硬件組成單元是傳感器，其功能是為機器人提供諸如視覺、力覺、觸覺等對外部環(huán)境的感知能力，同時還可以感知機器人本身的工作狀態(tài)和位置。 移動機器人平臺為典型的四輪式機器人， 前兩輪為萬向輪，兩后輪單獨驅動，后輪 安裝了左右輪直流電機及其電機控制器，這個移動機器人平臺可以爬坡和越障，為實現三維空間的導航提供了平臺。 基于上述設計要求研發(fā)的移動機器人總體結構，由下至上分為五層 :主要分為用戶層、決策控制層、傳感 /底層決策層、運動執(zhí)行層。 在集成整個控制系統(tǒng)之前，還要考慮電源問題。電 機驅動模塊采用直流電機對機器人進行驅動，并調節(jié)電機轉速來實現機器人轉向。因此，機器人的轉向性能是其地面適應能力的一個關鍵方面。 、功能元件等預留安裝位置，以備將來功能改進與擴展。是一種具有一定智能、在一定范圍內移動且能完成各種規(guī)定任務的機器人。 （ 1） 移動機器人的結構設計。這一機器人的行駛機構為四輪式結構。機器人根據行為的優(yōu)先級并結合本身的任務綜合作出反應。反應式控制系統(tǒng)的局限性是機器人通常不能保存周圍信息，沒有記憶功能，沒有內部的環(huán)境描述，沒有實時學習 /規(guī)劃能力。傳統(tǒng)機器人控制系統(tǒng)結構源自基于認知的人工智能模型，在這種模型中，智能任務由運行于符號模型之上的推理 過程來實現，它強調帶有環(huán)境模型或地圖的中央規(guī)劃器是其智能不可缺少的組成部份，而且該模型必須是準確的、一致的。 移動機器人技術在經過幾十年的發(fā)展過程之后，己經取得很大進展 ，并且成為新興且快速成長的行業(yè)。通過預先編好的程序和規(guī)劃的路徑，它們可以自己在指定位置充電，并且長時間