【正文】 功率的傳動(dòng)。 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(jí)與高速級(jí)齒數(shù)相同，故滿足條件。傳動(dòng)噪音比帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)小 ， 耐磨性好 ， 不需油潤(rùn)滑 ， 壽命比摩擦帶長(zhǎng) 。選擇履帶主動(dòng)輪型號(hào)為23XH，履帶從動(dòng)輪型號(hào)為 23XH，就近圓整帶輪直徑，查得履帶主動(dòng)輪直徑 d1 =，履帶從動(dòng)輪直徑 d2 =。由于從動(dòng)輪還需要多出一段來(lái)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(jiàn)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(dòng)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(zhǎng)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(dòng)平臺(tái)的減速器，取軸段Ⅳ Ⅴ的的長(zhǎng)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(guò)箱壁，并由軸承支撐，需在再長(zhǎng)一段，現(xiàn)取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 44 為了減輕履帶驅(qū)動(dòng)裝置的重量，可以選擇硬鋁合金作為履帶主、從動(dòng)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(dòng)比為 : ??? zzabi111 6 其傳動(dòng)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(dòng)。 移動(dòng)平臺(tái)的減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 移動(dòng)平臺(tái)的減速器的傳動(dòng)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(dòng)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(duì)齒輪侵入油中深度大致相同。移動(dòng)平臺(tái)的減速器必須滿足在高溫下工作要求； 34 （ 2）我國(guó)開(kāi)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(dòng)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(guò)上述分析， 可以根據(jù)機(jī)器人履帶與運(yùn)動(dòng)面的摩擦系數(shù)來(lái)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(dòng)過(guò)程最大加速及爬升都陡坡的快速性。 圖 28 機(jī)器人上臺(tái)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(guò)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(tái)階的越障的能力和翻 轉(zhuǎn) 后自復(fù)位的功能。 履、腿式移動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 履腿復(fù)合移 動(dòng)機(jī)構(gòu)綜合了履帶式和腿式兩種移動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，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(dòng)機(jī)構(gòu)比較輪式移動(dòng)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(dòng)阻尼小、通過(guò)性比較好； 21 （ 2）越野機(jī)動(dòng)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(dòng)慣性大，減 震功能差，零件易損壞。 輪式移動(dòng)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(jiǎn)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(jué)在機(jī)器人路徑規(guī)劃、避障；自 動(dòng)爬樓梯過(guò)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(dòng)中通信系鏈易纏繞，限制了機(jī)器人的移動(dòng)，適合于短距離的搜救行動(dòng)。作為機(jī)器人機(jī)動(dòng)主體的底盤(pán)，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(dòng)輪，每個(gè)主動(dòng)輪又通過(guò)履帶驅(qū)動(dòng)一只從動(dòng)輪。它能攀爬 20 度的斜坡，擠過(guò)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(huì)更有優(yōu)勢(shì)。 Talon 配備了各種最先進(jìn)的感應(yīng)器，可以檢測(cè)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(lái) , 特別是 2021 年以來(lái) ,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(duì) 8 于人類(lèi)不算什么，但是對(duì)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(wú)線通訊方式，成功后將可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人 公里范圍內(nèi)的無(wú)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(dòng)機(jī)器人的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。人類(lèi)本體的搜救能力越來(lái)越顯得拘束，人類(lèi)在智慧上超出動(dòng)物很多，但在特定環(huán)境的適應(yīng)上就要比動(dòng)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(dòng)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(tái)階、斜坡 、溝道等典型障礙的運(yùn)動(dòng)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(tái)階方式的運(yùn)動(dòng)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(guó)外研究現(xiàn)狀 ............................... 3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 ............................... 5 搜救機(jī)器人的 發(fā)展趨勢(shì) ....................... 7 2 搜救機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)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(dòng)機(jī)構(gòu)方案分析 ............................ 18 輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn) .......................... 18 腿式移動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn) .......................... 19 履帶式移動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn) ........................ 20 履、腿式移動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn) ...................... 21 輪、履、腿式移動(dòng)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(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)和擺臂結(jié)構(gòu) .............. 24 移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu) .............................. 24 擺臂結(jié)構(gòu) .................................. 24 越障分析 ........................................ 25 機(jī)器人跨越臺(tái)階 ............................ 26 跨越溝槽 .................................. 28 斜坡運(yùn)動(dòng)分 析 .............................. 28 3 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)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(dòng)電機(jī)功率計(jì)算 .................. 31 4 移動(dòng)平臺(tái)的減速器相關(guān)設(shè)計(jì) ............................ 33 移動(dòng)平臺(tái)的減速器方案分析 ........................ 33 移動(dòng)平臺(tái)的減速器應(yīng)滿足的要求 .............. 33 移動(dòng)平臺(tái)的減速器方案分析 .................. 34 移動(dòng)平臺(tái)的減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................... 35 移動(dòng)平臺(tái)的減速器的傳動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)履帶設(shè)計(jì) .................................... 39 履帶的選擇 ...................................... 39 確定帶的型號(hào)和節(jié)距 .............................. 40 確定主從動(dòng)輪數(shù)據(jù) ................................ 41 驅(qū)動(dòng)輪參數(shù)計(jì)算 ............................ 43 從動(dòng)輪參數(shù)設(shè)計(jì) ............................ 43 6 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) ........................................ 44 驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì) .................................... 44 驅(qū)動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 ................................ 46 7 擺臂設(shè)計(jì) ............................................ 49 擺臂作用 ...........