【正文】 輪即可越過障礙 . 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 40 頁 共 42 頁 結(jié) 論 此次通過對輪腿式移動越障機(jī)器人驅(qū)動裝置的研究 ,對六輪腿式越障機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案 ,結(jié)構(gòu)等都有了一個(gè)初步的認(rèn)識 .在設(shè)計(jì)時(shí) ,首先是需要了解輪腿式越障機(jī)器人的特點(diǎn) ,功能 ,還有運(yùn)用的場合 ,然后去了 解輪腿式越障機(jī)器人由控制機(jī)構(gòu) ,驅(qū)動機(jī)構(gòu) ,轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) ,三大部分組成 .然后選擇輪腿式越障機(jī)器人的腿臂分布 ,經(jīng)過思考后 ,我采用的是六輪腿式對稱越障機(jī)構(gòu) ,緊接著 ,設(shè)計(jì)六輪腿式越障機(jī)器人驅(qū)動裝置的總體方案 ,設(shè)計(jì)如下 :正常行使時(shí)由六車輪驅(qū)動 ,所以每個(gè)車輪里都有單獨(dú)的電機(jī) .當(dāng)需要 越障式 ,由腿臂電機(jī)驅(qū)動腿臂進(jìn)行越障 ,而為了使腿臂能被正常驅(qū)動 ,腿臂部分采用平行四邊形結(jié)構(gòu) .然后 ,設(shè)計(jì)每個(gè)部分的尺寸 ,如車輪的尺寸 ,腿臂的尺寸等 .在此之后 ,估算每個(gè)部分的重量 .根據(jù)重力和結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行力分析 ,確定驅(qū)動功率 ,轉(zhuǎn)矩等 .然后根據(jù)功率 ,轉(zhuǎn)矩 ,速度選擇電機(jī) ,減速器 ,制動器等 .最后大部分時(shí)間是對每個(gè)部分的結(jié)構(gòu)的零件進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì) , 畫出零件圖 ,裝配圖和三維圖 ,完成論文一篇 . 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 41 頁 共 42 頁 致 謝 進(jìn)行幾個(gè)月的努力 ,終于完成了輪腿式越障機(jī)器人驅(qū)動裝置的設(shè)計(jì) ,在此過程中 ,南京理工大學(xué)祖莉老師給與了我很大的幫助 ,也教會了我很多東西 ,設(shè)計(jì)時(shí) ,祖老師孜孜不倦的與我們進(jìn)行交流 ,給了我們很多寶貴的意見 ,使我們受益匪淺 ,也少走了很多彎路 ,在此 ,我向祖莉老師表示深深的感謝 . 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 42 頁 共 42 頁 參 考 文 獻(xiàn) [1] 王華坤 , 范元?jiǎng)?. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（ Ⅰ ） [M]. 北京 : 兵器工業(yè)出版社 , . [2] 王華坤 , 范元?jiǎng)?. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（ Ⅱ ） [M]. 北京 : 兵器工業(yè)出版社 , . [3] 徐灝 . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第三冊） [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1991. [4] 徐灝 . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第四冊） [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1991. [5] 田海波 ,方宗德 , 周勇 , 李聲晉 , 寇發(fā)榮 . 輪腿式機(jī)器人傾覆穩(wěn)定性分析與控制 [J]. 機(jī)器人 , 2020,(02). ［ 6］李斌 , 劉金國 , 談長龍．可重構(gòu)模塊機(jī)器人傾翻穩(wěn)定性研究 [J].機(jī)器人， 2020 . ［ 7］蔡自興．機(jī)器人學(xué) [M]．北京：清華長學(xué)出版社， 2020. ［ 8］茍興禹 , 胡明朗， 魏瑞軒 . 虛擬微型撲翼飛行器建模仿真 [J]．系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)， 2020， 19(13)： 2877～ 2880， 2912. ［ 9］ 陳輝堂，移動機(jī)器人的研究現(xiàn)狀和發(fā)展問題 . 計(jì)算機(jī)世界報(bào) [D], 1996, (27). ［ 10］崔寶洲， 宗光華， 孫明磊， 張融， 劉錦華 .一種獨(dú)立輪腿式機(jī)器人的步態(tài) 規(guī)劃研究 [J] .2020，（ 09） . ［ 11］楊坤， 李聲晉， 盧剛， 田 海波 .基于 CAN 總線的輪腿式機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].2020,（ 04） . ［ 12］李磊 , 陳細(xì)軍 , 候增廣 , 等．自主輪式移動機(jī)器人 CASIAI 的整體設(shè)計(jì) [J]．高 技術(shù)通訊， 2020,（ l1） . ［ 13］ 金峰．機(jī)器人多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)理論的研究 [D]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè) 長學(xué)， 1999, 12— 56. ［ 14］萬永倫 , 丁杰雄 . 一種機(jī)器人尋線控制系統(tǒng) [期刊論文 ] [J]. 電子科技長學(xué) 學(xué)報(bào)， 2020， (01). ［ 15］郭紅 . 機(jī)器人局部路徑規(guī)劃算法的研究與實(shí)現(xiàn) [J]. 信息技術(shù)， 2020，（ 07） . 。 （ 2） 沿著坡面行使，沿著坡面行使時(shí)，為了平衡車身，則必須調(diào)整一側(cè)邊腿的長度，使得車身盡量保持水平。 爬坡步態(tài)分析 坡面行使 在坡面（≤ 15 ）行使分為兩種，一種是迎著坡面行使，另一種是沿著坡面行 使。 PO = 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 PO = 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 （ 2） 壓電驅(qū)動方式 壓電驅(qū)動方式的工作原理主要是基于壓電體的逆壓效應(yīng)，即當(dāng)壓電體受電場 作用時(shí)產(chǎn)生形 變的現(xiàn)象。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 21 頁 共 42 頁 （ 317） 其中 Vmax 為最高時(shí)速 ,D=150mm,n=353r/min 圖 36 車體在斜坡上的受力 驅(qū)動裝置的設(shè)計(jì) 驅(qū)動方式概述 在機(jī)械系統(tǒng)中 ,驅(qū)動裝置起到舉足輕重的作用 ,驅(qū)動器作為微型機(jī)器人 的核心部件 .一直是廣長研究人員的熱點(diǎn)和突破點(diǎn) .微驅(qū)動器在微型機(jī)器人的 關(guān)節(jié)驅(qū)動 ,微短光盤和磁盤以及微短航天儀器中有著廣泛的應(yīng)用前景 ,并且 在 一 定的程度上衡量微驅(qū)動器發(fā)展水平的重要標(biāo)志 . 由于受到結(jié)構(gòu)尺寸和作業(yè)空間的限制 ,微型機(jī)器人驅(qū)動器主要是電動機(jī) 驅(qū)動 ,形狀記憶合金 ,電磁方式和壓電方式驅(qū)動等等 . (1) 電動機(jī)驅(qū)動 電動機(jī)驅(qū)動應(yīng)用的比較廣泛 ,電機(jī)尤其是伺服電機(jī)已經(jīng)成為機(jī)器人最 常用的驅(qū)動器 .電機(jī)控制性能好 ,而且具有較高的柔性和可靠性 ,十分適合于高 精度 ,高性能機(jī)器人 .伺服電機(jī)包括帶有反饋的直流。則可以將短臂和長臂看出整體受力。 時(shí)， F=440N。 時(shí)，機(jī)構(gòu)進(jìn)入死點(diǎn)，因此，在控制機(jī)器人腿臂運(yùn)動時(shí)候應(yīng)該避免短臂和長臂處于一條直線上。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。這樣并不影響結(jié)果。從整車的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定性來考慮，設(shè)計(jì)車架的尺寸為 720mm X 400mm（鑄件） ，而車輪軸線之間的距離為 250mm 則車架的簡圖如圖 32 所示： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 16 頁 共 42 頁 圖 32 車架底盤簡圖 機(jī)構(gòu)受力分析與計(jì)算 機(jī)構(gòu)重力估計(jì) 為了降低總體的車重，除了一些受力情況較為惡劣和出于加工需要的零件，其他零件都采用鋁合金。第二，箱體的安裝要有助于箱體的抗震性能，這樣有助于保護(hù)箱體內(nèi)的控制系統(tǒng)和儀器等設(shè)備。由于底盤的高度是由腿臂的位置來決定的，因此設(shè)長臂與短臂的總的直線長度為 L1，則 腿的直線長度 L1 應(yīng)該滿足如圖 31所示的要求。 輪子內(nèi)選用直流電機(jī)配減速器的方案 ,如圖 25 所示 ,將電機(jī)固定在心軸 (主要受到彎矩 )長 ,然后再連接長減速器 ,再連長制動器 ,外套橡皮 . 4制動器定子 圖 25 電機(jī)加減速器 這種方案的減速器簡單 ,裝配方便 ,且可靠性較強(qiáng) ,結(jié)構(gòu)緊湊 ,但所選電機(jī)范圍較短。 選用平行四邊形機(jī)構(gòu)。當(dāng)機(jī)器人攀爬斜坡時(shí) ,由車輪驅(qū)動 ,且車輪轉(zhuǎn)速一致 。(2) 通過差速齒輪軸連接兩側(cè)行使機(jī)構(gòu) ,并將機(jī)器人機(jī)體與差速軸箱體固定 . 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁 共 42 頁 圖 21 搖臂轉(zhuǎn)向架式六輪腿移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)簡圖 2） 獨(dú)立驅(qū)動六輪腿式移動機(jī)器人 驅(qū)動 機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)簡圖如圖 22所示，本機(jī)構(gòu)的六個(gè)車輪為獨(dú)立驅(qū)動，每個(gè)車輪都有各 自的直流電機(jī) 驅(qū)動，另外，每一條腿都有一個(gè)獨(dú)立的直流伺服電機(jī)驅(qū)動，且配有增量編碼器。 3．機(jī)器人最大移動速度 10Km/h，具備越障和爬坡能力。在機(jī)械 CAD 環(huán)境下設(shè)計(jì)驅(qū)動裝置的總體方案和結(jié)構(gòu)，各種機(jī)電元件進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，并對機(jī)器人越障行為進(jìn)行分析與研究。 (1) 輪腿式移動機(jī)器人的機(jī)構(gòu)形式 根據(jù)實(shí)際運(yùn)用環(huán)境的需求 綜合輪式和腿式運(yùn)動機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種多驅(qū)動模式的輪腿式移動機(jī)器人．整個(gè)機(jī)器人由六個(gè)結(jié)構(gòu)左右對稱的運(yùn)動單元和車體構(gòu)成．每個(gè)運(yùn)動單元具有一個(gè)轉(zhuǎn)向臂、一個(gè)擺臂和兩個(gè)電動輪 (驅(qū)動輪和爬行輪。機(jī)器人通過裝配的信息獲取手段，獲得外部環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)自我定位，判定自身狀態(tài)，規(guī)劃并執(zhí)行下一步的動作 [11,12]。機(jī)器人的爬坡和越障能力作為機(jī)器人野外適應(yīng)能力的兩大主要指標(biāo)是地面移動機(jī)器人研究的重點(diǎn)內(nèi)容。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域的焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配、鑄造等場合，己經(jīng)開始大量使用機(jī)器人。僅僅在安裝上相應(yīng)的軟件與裝載上主人識別系統(tǒng)，整個(gè)機(jī)器人將完全在顧客的掌控之下，讓顧客享受到全方位服務(wù)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 4 頁 共 42 頁 圖 1翻滾型輪腿式移動機(jī)器人 圖 2管道型輪腿式移動機(jī)器人 圖 3 輪腿式變結(jié)構(gòu)移動機(jī)器人 據(jù)國外媒體報(bào)道，近日美國研究人員推出一款取名為“ Three”的新式 book電腦機(jī)器人 [9]（如圖 4） 。與傳統(tǒng)的以研究機(jī)器人智能、決策等為目的而開發(fā)的輪式移動機(jī)器人相比 ,在機(jī)