【正文】 功率的傳動。 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 齒輪材料和熱處理的選擇：中心齒輪 A1 和中心齒輪 A2 ，以及行星齒輪 C1 和 C2 均采用 20CrMnTi,滲碳后淬火，淬透性不錯(cuò)，耐低溫沖擊，能夠滿足要求。低速級與高速級齒數(shù)相同，故滿足條件。傳動噪音比帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動小 ， 耐磨性好 ， 不需油潤滑 ， 壽命比摩擦帶長 。選擇履帶主動輪型號為23XH，履帶從動輪型號為 23XH，就近圓整帶輪直徑，查得履帶主動輪直徑 d1 =，履帶從動輪直徑 d2 =。由于從動輪還需要多出一段來安裝軸承，使齒輪能固定在箱體上，所以要求總寬加成 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ,則取模數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： 39550000 []PTnWd??? ? ? 式中 τ T— 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（ MPa） T — 軸所受的扭矩（ Nmm） TW — 軸的抗扭截面系數(shù)（ 〖 mm〗 ^3） n — 軸的速度（ r?min） P — 軸傳遞的功率（ kw） d — 計(jì)算截面處軸的直徑（ mm） τ T許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（ MPa）見表 61 由上式可得軸的直徑 式中 30 9 5 5 0 0 0 0 / 0 .2 [ ]TA ?? 45 表 61 軸常用幾種 材料的 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 b、選擇滾動軸承：因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承。Ⅱ Ⅲ軸段的長度為軸承寬度、軸套底厚、 46 軸向固定的彈性擋圈安裝厚度之和，根據(jù)總裝配設(shè)計(jì)，彈性擋圈的安裝尺寸為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 c、為了連接移動平臺的減速器，取軸段Ⅳ Ⅴ的的長度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 可以算出， 所以，軸的強(qiáng)度足夠。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，故初取Ⅲ Ⅳ軸段直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 和 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 略短一些，由于 III軸段還要穿過箱壁，并由軸承支撐，需在再長一段，現(xiàn)取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 44 為了減輕履帶驅(qū)動裝置的重量，可以選擇硬鋁合金作為履帶主、從動輪的材料，硬鋁合金主要是加入銅，鎂，錳元素，故硬鋁合金具有密度小，質(zhì)量低，強(qiáng)度高，硬度高，耐熱性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足設(shè)計(jì)性能要求。 取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，內(nèi)孔 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 XH型同步帶 W =， T =。同步帶通常以氯丁橡膠 為材料， 這種帶薄而且輕 ， 故可用于較高速 度。 。實(shí)際傳 動比為 : ??? zzabi111 6 其傳動比誤差 0??i 根據(jù)同心條件可得行星輪 c1的齒數(shù)為 ? ? 462 111 ??? zzz abc 所求的 zc1適用于非變位或高度變位的行星齒輪傳動。 移動平臺的減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 移動平臺的減速器的傳動方案分析 根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求可知，該行星輪減速器傳遞功率高，傳動比較大，工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)。 （ 2） 同軸式齒輪減速器橫向尺寸較小，兩對齒輪侵入油中深度大致相同。移動平臺的減速器必須滿足在高溫下工作要求； 34 （ 2）我國開采的礦井，大部分都為高瓦斯礦井，井內(nèi)充滿了濃厚的瓦斯。 假設(shè)移動機(jī)器人在最大指標(biāo)上勻速行駛，速度為 sm 。 已知煤礦井下機(jī)器人在井下地面最大靜摩擦系數(shù) ? ，則機(jī)器人爬越的最大坡度為 : 1max tan ( )???? （ 8） 爬坡時(shí)克服摩擦力所需的最大加速度為： m a x ( c o s sin )ag? ? ??? （ 9） 通過上述分析， 可以根據(jù)機(jī)器人履帶與運(yùn)動面的摩擦系數(shù)來確定一些陡坡是否能夠安全爬升，并根據(jù)坡度和電機(jī)的特性，確定其運(yùn)動過程最大加速及爬升都陡坡的快速性。 圖 28 機(jī)器人上臺階臨界狀態(tài)示意圖 由圖 28所示幾何關(guān)系可得： c os ( ) c ot / si nx L h R R? ? ?? ? ? ? （ 1）變換式（ 1）可得： s in / c o sh L R R??? ? ? （ 2） 2c o s s in / c o s 0h LRd ? ? ??? ? ? ? （ 3）利用式（ 3）求出 ? ，代入 式（ 2）可算出機(jī)器人跨越障礙的最大高度 maxh 。前導(dǎo)輪安裝在一個(gè)短軸上，而短軸也是通過六角螺母嵌到翼板上的。其下層大體形狀如下圖 26 圖 26 機(jī)器人箱體結(jié)構(gòu) 擺臂結(jié)構(gòu) 擺臂的作用是是機(jī)器人在越障時(shí)起輔助作用， 使機(jī)器人受力情況改變，更加靈活的適應(yīng)崎嶇的環(huán)境。范 圍內(nèi) 旋 轉(zhuǎn) ，提高機(jī)器人跨越 溝槽 和爬越臺階的越障的能力和翻 轉(zhuǎn) 后自復(fù)位的功能。 履、腿式移動機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 履腿復(fù)合移 動機(jī)構(gòu)綜合了履帶式和腿式兩種移動機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢，在地面適應(yīng)性能、越障性能方面有良好表現(xiàn)。履帶式移動機(jī)構(gòu)比較輪式移動機(jī)構(gòu)有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （ 1）撐面積大、接地比壓小、滾動阻尼小、通過性比較好； 21 （ 2）越野機(jī)動往能好，爬坡越溝等性能均優(yōu)于輪式結(jié)構(gòu)； （ 3）履帶支撐面上有履齒不打滑，牽引附著性能好； （ 4）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜重量大，運(yùn)動慣性大，減 震功能差，零件易損壞。 輪式移動機(jī)構(gòu)按輪的數(shù)量可分為 2輪、 3輪、 4輪、 6輪、 8輪。 （ 2）設(shè)計(jì)和制造多個(gè)簡單機(jī)器人比單個(gè)復(fù)雜機(jī)器人更容易、成本更低。視覺在機(jī)器人路徑規(guī)劃、避障；自 動爬樓梯過程中是非常重要的。 3．通信 使用有線通信的機(jī)器人在行動中通信系鏈易纏繞，限制了機(jī)器人的移動，適合于短距離的搜救行動。作為機(jī)器人機(jī)動主體的底盤，需要裝載所有的傳感器。它的四個(gè)馬達(dá)分別控制四個(gè)主動輪，每個(gè)主動輪又通過履帶驅(qū)動一只從動輪。它能攀爬 20 度的斜坡，擠過狹窄的縫隙，以傳回的圖像幫助救援者設(shè)計(jì)最好的救援方案。相比而言，機(jī)器人會更有優(yōu)勢。 Talon 配備了各種最先進(jìn)的感應(yīng)器，可以檢測出化學(xué)戰(zhàn)劑、放射線和許多其他的潛在危險(xiǎn) ，如圖 114。它配備了一只鉸接桿和化學(xué)制品、氣體和 /或放射性物質(zhì)感應(yīng)器。 10 圖 19 Mesa Robotics 公司生產(chǎn)的 Matilda 機(jī)器人 名為 Eyeball、 Dragon Runner、 ToughBot、 Marv、 Matilda 和 Talon的機(jī)器人在上周勇敢地參與了得克薩斯州 Aamp。如蛇形機(jī)器人 近年來 , 特別是 2021 年以來 ,以蛇形機(jī)器人為代表的仿生機(jī)器人正在成 為新的研究熱點(diǎn) ,且已經(jīng)取得不少突破性研究成果 。有些障礙物對 8 于人類不算什么，但是對于目前的機(jī)器人卻是個(gè)高不可攀的大山。 由葛世榮教授領(lǐng)導(dǎo)的科研小組正在研制使用中繼站式無線通訊方式，成功后將可實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人 公里范圍內(nèi)的無線控制。圖 4（ b）為日本大阪大學(xué)研制的蛇形機(jī)器人。 （ 1）履帶式機(jī)搜救機(jī)器人 履帶式機(jī)器人是為了滿足軍事偵察、拆除危險(xiǎn)物等作業(yè)的需要，在傳統(tǒng)的輪式移動機(jī)器人的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。人類本體的搜救能力越來越顯得拘束，人類在智慧上超出動物很多，但在特定環(huán)境的適應(yīng)上就要比動物差很多。 地震、火災(zāi)、礦難等災(zāi)難發(fā)生后 ,在廢墟中搜尋幸存者 ,給予必要的醫(yī)療救助 ,并盡快救出被困者是救援人員面臨的緊迫任務(wù)。 centroid。 為發(fā)揮四履帶雙擺臂機(jī)器人的最佳越障性能，本文從運(yùn)動學(xué)的角度，在固定雙履帶機(jī)器人越障機(jī)理的基礎(chǔ)上，分析了四履帶雙擺臂機(jī)器人克服臺階、斜坡 、溝道等典型障礙的運(yùn)動機(jī)理及其最大越障能力，重點(diǎn)研究了四履帶雙擺臂機(jī)器人正向和反向兩種攀越臺階方式的運(yùn)動機(jī)理及其最大越障能力。s partial stress situation. Trial manufacturing overall robot structure. In the design trial manufacturing process, the unceasing observation analyzes other robot39。 Caterpillar band chassis 目錄 1 緒論 ................................................. 1 引言 ............................................. 1 課題研究的背景及意義 ............................. 2 課題研究的背景 ............................. 2 課題研究的意義 ............................. 2 機(jī)器人的研究現(xiàn)狀 ................................. 3 國外研究現(xiàn)狀 ............................... 3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ............................... 5 搜救機(jī)器人的 發(fā)展趨勢 ....................... 7 2 搜救機(jī)器人移動平臺結(jié)構(gòu)分析 .......................... 16 搜救機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求 ............................ 16 典型移動機(jī)構(gòu)方案分析 ............................ 18 輪式移動機(jī)構(gòu)特點(diǎn) .......................... 18 腿式移動機(jī)構(gòu)特點(diǎn) .......................... 19 履帶式移動機(jī)構(gòu)特點(diǎn) ........................ 20 履、腿式移動機(jī)構(gòu)特點(diǎn) ...................... 21 輪、履、腿式移動機(jī)構(gòu)性能比較 .............. 22 本研究采用的行走機(jī)構(gòu) ............................ 22 搜救機(jī)器人的移動平臺結(jié)構(gòu)和擺臂結(jié)構(gòu) .............. 24 移動平臺結(jié)構(gòu) .............................. 24 擺臂結(jié)構(gòu) .................................. 24 越障分析 ........................................ 25 機(jī)器人跨越臺階 ............................ 26 跨越溝槽 .................................. 28 斜坡運(yùn)動分 析 .............................. 28 3 機(jī)器人驅(qū)動電機(jī)電機(jī)設(shè)計(jì) .............................. 30 基于平地的最大速度的電機(jī)功率計(jì)算 ................ 30 爬坡最大坡度的驅(qū)動電機(jī)功率計(jì)算 .................. 31 4 移動平臺的減速器相關(guān)設(shè)計(jì) ............................ 33 移動平臺的減速器方案分析 ........................ 33 移動平臺的減速器應(yīng)滿足的要求 .............. 33 移動平臺的減速器方案分析 .................. 34 移動平臺的減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................... 35 移動平臺的減速器的傳動方案分析 ............ 35 配齒計(jì)算 .................................. 35 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) .................... 36 裝配條件的計(jì)算 ............................ 37 齒輪和軸強(qiáng)度的驗(yàn)算 ....................... 38 5 移動機(jī)構(gòu)履帶設(shè)計(jì) .................................... 39 履帶的選擇 ...................................... 39 確定帶的型號和節(jié)距 .............................. 40 確定主從動輪數(shù)據(jù) ................................ 41 驅(qū)動輪參數(shù)計(jì)算 ............................ 43 從動輪參數(shù)設(shè)計(jì) ............................ 43 6 傳動軸的設(shè)計(jì) ........................................ 44 驅(qū)動軸的設(shè)計(jì) .................................... 44 驅(qū)動軸的強(qiáng)度校核 ................................ 46 7 擺臂設(shè)計(jì) ............................................ 49 擺臂作用 ...........