【正文】 圓角圓角半徑為1mm，生成了圓形的齒槽底，再同時選擇所做的這幾種操作，生成后，關(guān)于中軸平面鏡像，再使用上面提到的陣列方法，完成陣列，得到方案二設(shè)計履帶。 繪制內(nèi)齒的花紋槽花紋槽使用的繪制方法為可變截面掃描切割和投影以及圓角操作。圖30外齒3D效果圖. 方案二設(shè)計方案二采用人字形外齒和齒槽借用農(nóng)業(yè)高抓著性輪胎花紋和刀槽的設(shè)計，可以更加顯著的提高抓著性，但是由于設(shè)計要求的的影響，相鄰的人字形外齒單元在同一橫向截面有相交的部分，因此履帶整體的柔性較差，不利于動力傳送到地面，但是這種人字形結(jié)構(gòu)值得參考。為了能夠使得外齒更加柔軟繼而增加接觸面積，設(shè)計的深度較大為15mm。注2，在節(jié)距平面上做一條虛線，然后約束重合，后選擇弧頂端到虛線距離10mm，完成后刪除虛線。 履帶外側(cè)在縱向都采用了弧形結(jié)構(gòu)，有利于增大履帶平面與絕緣子面積。最后刪除對稱線，檢查所有線段是否閉合，對于多余的點要就行刪除，同時將打斷的線重新繪制。 繪制完畢檢查是否有多余的點和斷口，否則無法生成實體。圖8 方案二視圖 該種履帶不能很好的完成爬行任務(wù)的原因在于：雖然設(shè)計了相應(yīng)的行走方向的弧度，使得履帶表面能與絕緣子很好結(jié)合，但它在與絕緣子咬合的同時主要由抗剪切力提供移動的切線牽引力，而絕緣子表面較為光滑，不利于直形齒履帶與絕緣子剪切作用，特別是在向下行走時，重心變化時，后部履帶與絕緣子的部分作用點分離，因此在向下運動時不能正常的向下行進。這樣基本完成履帶的三維和二維的結(jié)構(gòu)設(shè)計. 設(shè)計要求 絕緣子檢測機器人在500kV的超高壓輸電線路水平雙聯(lián)絕緣子串上行走，具有自動檢測絕緣子的功能。本文的重點是研究在Pro/E 環(huán)境下的履帶的齒形結(jié)構(gòu)設(shè)計。 . 、三維模型創(chuàng)建原理圖6 鏈條Pro/e設(shè)計圖聚氨酯絕緣子爬行通用齒履帶與以往的鐵質(zhì)履帶不同，是一條連續(xù)的帶子,因此在設(shè)計中有兩種設(shè)計方案，一種采用單個模塊化設(shè)計，一種是在一條完整的帶狀體上進行雕刻，第一種方案的設(shè)計思路是先繪制出單個結(jié)構(gòu)單元，然后通過陣列，或是組件模式組裝成完整的圖像，但這個方式如果采用零件模式時受制于計算機的計算能力，陣列單元不能超過25個，如果采用組件模式類似于鏈條（如圖2），則每個模塊的連接不能很好的進行定義,對履帶的設(shè)計精度造成很大的影響。 履帶車輛行駛地面性質(zhì)參數(shù)只能夠通過實驗的方法測定, 測定不同的地面性質(zhì)參數(shù)需要采用不同的實驗方法, 各種實驗方法不能夠通用。理論附著力是指在容許滑轉(zhuǎn)率時，車輛能夠發(fā)揮的最大切線牽引力稱為理論附著力，或直接稱為附著力。此外，CREO將提高原有系統(tǒng)數(shù)據(jù)的重用率，降低了技術(shù)鎖定所需的高昂轉(zhuǎn)換成本。Pro/Engineer改名為Creo Elements/Pro：參數(shù)化建模應(yīng)用程序。⑴PRO/DETAILPro/ENGINEER提供了一個很寬的生成工程圖的能力，包括：自動尺寸標注、參數(shù)特征生成，全尺寸修飾，自動生成投影面，輔助面，截面和局部視圖，Pro/DETAIL擴展了Pro/ENGINEER這些基本功能，允許直接從Pro/ENGINEER的實體造型產(chǎn)品按ANSI/ISO/JIS/DIN標準的工程圖。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計優(yōu)化更趨完美。而在新的Creo應(yīng)用中它們都將使用一個共同的數(shù)據(jù)模型，換言之，都有統(tǒng)一的文件格式。 在本次設(shè)計中，作者使用的軟件是Creo elements，它是Pro/engineer軟件的最新版本，下面將對該軟件進行一些介紹。履帶的外層膠花紋有平行、單梯、爽梯、三角碟形、雪花、鋸齒及光面無花紋等類型。導(dǎo)向角——橡膠履帶行走時起導(dǎo)向作用的凸起部分。⑵橡膠履帶的結(jié)構(gòu) 橡膠履帶為一環(huán)型結(jié)構(gòu)，橡膠帶層內(nèi)沿環(huán)形方向布有鋼絲簾布層，簾布層上鑲嵌了芯金，而后由橡膠覆蓋。⑴ 橡膠履帶技術(shù)特點 橡膠履帶車輛是現(xiàn)代履帶車輛行業(yè)高新技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，具有可以自行上路行駛的優(yōu)勢，接地比壓小，可靠性強，低噪音，同時具有良好的操作舒適性。目前在軍用車輛設(shè)計中已經(jīng)擺脫模仿國外模式，形成了自己的風(fēng)格。其中前三種是ATV已定義好的地面類型,而第四種是供用戶自定義的。履帶車輛建模中對履帶的另一種處理是采用剛性履帶模型。貝克(Bekker)[10]首次在履帶車輛的場測試驗中提出并奠定了地面力學(xué)(Terramechanics)概念。. 綜述 總的來說，過去的研究內(nèi)容主要依據(jù)大型車輛所使用的鐵質(zhì)履帶，針對此處的研究較為深入，計算量巨大，而對微小型履帶車輛與地面的相互作用特性分析尚處于空白或者起步階段，隨著相關(guān)技術(shù)的逐步成熟，對復(fù)雜地形下的移動機器人需求的增加，勢必要求人們對機器人與地面相互作用特性的更深入的研究，也必將促進人們對這個問題的認識。他們仿真使用的輪－土壤相互作用模型叫做AESCO軟土輪胎模型（AS2TM,AESCO Soft Soil TireModel）[7]。其核心技術(shù)是越障方法。目前的高壓絕緣子檢測方法(如:超聲波檢測法、紅外測溫法、電壓分布法等)存在工作量大、危險性高、測量不準確等問題。 但這種傳統(tǒng)的研究模式是建立在經(jīng)驗公式和大量試驗基礎(chǔ)之上的,需要大量成本,研制周期長。關(guān)鍵詞：通用齒履帶 Pro/Engineer 二次開發(fā) 附著力AbstractThe paper discussed and introduced the application of technology to enterprises Pro/ENGINEER on the designing of track，circumstances。本科畢業(yè)論文題 目：絕緣子爬行機器人通用齒履帶的ProE設(shè)計 內(nèi)容摘要 本文論述了Pro/Engineer二次開發(fā)在履帶設(shè)計中的應(yīng)用，詳細的闡述了利用該軟件設(shè)計的意義、目的和應(yīng)該注意的問題，并基于Pro/machanic軟件進行組裝設(shè)計分析。同時利用工程圖生成程序生成履帶的工程圖。原來缺乏對路面特性的認識和車輛對路譜響應(yīng)的研究，人們很難對履帶車輛的機動性能有深刻全面的認識，所以從履帶車輛出現(xiàn)后很長的一段時間里，對于車輛的研究一直處于試驗+經(jīng)驗的基礎(chǔ)上[1]對于履帶車輛這樣復(fù)雜系統(tǒng)的多體動力學(xué)建模現(xiàn)在逐漸成熟，并在工程中得到越來越多的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)僅110kV線路發(fā)生不明原因閃落所占比例為故障率的22%，每年造成很大的經(jīng)濟損失[1]。. 國內(nèi)外課題的研究現(xiàn)狀目前世界上針對復(fù)雜奇異地形環(huán)境下的機器人系統(tǒng)層出不窮[3]。Bauer等人針對行星漫游的任務(wù)，研究了漫游車的輪－土壤相互作用模型。Pro/E軟件作為一種廣而博的通用設(shè)計軟件，使他不能直接處理特定的產(chǎn)品，由于產(chǎn)品設(shè)計的要求千差萬別，加之國內(nèi)外設(shè)計理念、標準不同，因此為了使軟件能夠在特定的產(chǎn)品設(shè)計中發(fā)揮最大的潛力，就需要進行二次開發(fā)，進一步充實完善，進而成為用戶使用的操作系統(tǒng)綜上所述，履帶設(shè)計和研究較為復(fù)雜，因此設(shè)計的內(nèi)容較多，使用Pro/Engineer軟件的進行設(shè)計的更是少之又少，但從以塑料制品加工專業(yè)的角度看Pro/Engineer軟件，基本能滿足初步的設(shè)計要求。二戰(zhàn)后，對作為履帶車輛總體性能指標的接地壓力等概念有了更深的研究：接地壓力這個指標僅適用于小輪距、小負重輪和長節(jié)距的履帶，對于高速履帶車輛采用的大負重輪和短節(jié)距履帶，在履帶接地長度范圍內(nèi)出現(xiàn)了顯著的壓力變化，并提出了所有負重輪下最大壓力的平均值Pmm的概念。Scholar et al.(1999)試驗驗證了柔性履帶模型可對履帶鏈環(huán)的低階振動有很好的仿真精度[14]。對于地面的研究，它們分別是:硬質(zhì)地面(Hard ground)、彈塑性地面(Elastoplastic ground)、軟性地面(Soft ground)、用戶自定義地面(User ground)。我國履帶車輛的研究起步較晚但發(fā)展迅速。由此，應(yīng)運而生出現(xiàn)了橡膠履帶。其芯金為凱夫拉纖維，具有極高的強度可以很好的保證機器人運行的穩(wěn)定性。節(jié)距——橡膠履帶平平直部分相鄰兩芯的中心距離。芳綸的發(fā)現(xiàn)，被認為是材料界一個非常重要的歷史進程。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機上。這顯然會造成各種各樣的兼容和集成問題。這種系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會自動修正。其它輔助模塊將進一步提高擴展Pro/ENGINEER的基本功能。主要子應(yīng)用程序Creo的模擬應(yīng)用程序完整的Creo Elements軟件包將包含有大約30個左右的子應(yīng)用程序，每個子應(yīng)用程序都負責(zé)處理專門對應(yīng)的具體任務(wù)，而原來整合前的三個主要軟件也從原來的獨立軟件變?yōu)楝F(xiàn)在Creo軟件包里的一個子應(yīng)用，相應(yīng)的他們的名字也作了對應(yīng)的修改。參與整個產(chǎn)品開發(fā)流程的每一個人，都能夠獲取并重用CREO產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用軟件所創(chuàng)建的重要信息。但對于履帶外形設(shè)計而言我們首先考慮的是增加接觸面積，其次理論附著力，因為增大接觸面積的方法較為簡單，而且可以較為明顯的改變履帶的接地比壓，而外齒形的設(shè)計較為細致繁瑣，則是討論的重點。在水平地面上履帶車輛的附著力可以表示為FΨ=ΨFg，式中：Ψ為履帶與地面相互作用時的附著系數(shù)，它與地面性質(zhì)以及車輛行動裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)。當車輛在軟路面上行駛時，履刺嵌入土中，切線牽引力主要由土的剪切反力產(chǎn)生。因此產(chǎn)品設(shè)計就是零件基于特征的參數(shù)化設(shè)計過程，這樣就大大提高了設(shè)計的效率。先對內(nèi)齒進行刻畫，然后對外齒長軸方向的圓弧進行切削，再對楔形結(jié)構(gòu)繼續(xù)切削，再根據(jù)投影面積分析凹槽的面積，并對槽底進行改進，完成后對選取合適的角度、比例和視角，將三維圖像二維化，生成合適的CAD圖形，同時標注好必要的尺寸，最后再利用AUTOdeskCAD軟件對尺寸的標注進行修改，完成后得到平面工程圖。而向下運動時發(fā)生了空轉(zhuǎn)，不能自行向下移動。圖11圖12進入后，由于我們繪制的是履帶主體部分，因此選擇長條狀的實體，所以選擇拉伸選擇選擇實體操作，然后拉伸長度為設(shè)計要求的95mm如圖13： 圖13 操作界面圖14 實體草繪 點擊放置選擇FROUNT平面為草繪平面，進入草繪模式，我們將TOP平面作為節(jié)距所在的平面，堅硬地面橡膠履帶厚度為15mm20mm，所以我們在考慮到減輕；履帶質(zhì)量的基礎(chǔ)上選擇了最薄的尺寸。對齒的兩邊進行角度、等長和對稱約束，更重要的還應(yīng)該對齒形角、槽寬進行鎖定防止在后面修改中發(fā)生變動，這樣就勾勒出內(nèi)齒的齒形，然后根據(jù)削去的部分，對草繪直線進行修改，最后對交叉處進行圓角處理如圖19。 %。注1, 約束該點和對應(yīng)的點在實體邊緣，使用：“點在線上”的功能。%，%。 對于生的單元齒坯，再進行花紋槽的切割，由于方案一履帶的柔韌性較好時，因此設(shè)計的槽的形狀較為簡單，直接進行簡單的切割草繪如圖29，圖29 外齒刀槽草繪點擊確定，生成齒槽，再使用鏡像程序，關(guān)于中軸平面FROUNT對稱，這樣得到了對稱的齒形結(jié)構(gòu)，這種類似于人字形的齒槽可以定向的顯著增加履帶的抓著性在樹狀列表中選中剛剛生成的兩個特征點擊右鍵，點擊“ 組”,使得這兩個特征合并為一個特征組，點擊后重復(fù)剛才陣列操作，完成外齒的設(shè)計如圖30。再完成所有外齒相同的切割草繪，繪制過程中約束與剛才繪制直線所繪斜線平行，對于邊界也要應(yīng)用“使用邊”，接著在中軸線繪制一條虛線，使用鏡像操作，得到與中軸線相互對稱的草繪，完成后，檢查切削模式、方向，輸入深度15mm，完成后點 擊確定，生成外齒單元。然后點擊可變截面掃描，點擊實體后，可以激活切削模式，進而激活參照，同時在“軌跡”選擇所畫的四條直線如圖36，選擇選項中的“可變平面”，然后點擊截面繪制，如圖37，將四點連接點擊確定生成齒槽如圖38。. 工程圖的生成Creo/Elements軟件中的Pro/Detail工具可以直接由三維圖形生二維工程圖，可以以任意角度，任意截取平面的方式，準確無誤的表達所繪制圖形，同時可以自動生成繪制過程的尺寸，也可根據(jù)客戶的要求生成和修改標注其他的尺寸，但具體尺寸的標注還需要Auto CAD軟件，進行二次修改。圖43 外齒剖面圖圖42 截面視圖生成的工程圖可保存為DRW格式和通用DWG格式，DRW格式主要用于工程圖的視圖修改，因為它可以和原有模型相互鏈接，使得修改起來更加容易。第3章. 校核分析與計算. 軟件分析Pro/E軟件為設(shè)計提供了幾個基本的分析測量模式，經(jīng)過分析，可以的出結(jié)果如下：表一 分析參數(shù)表 項目 通用部分 方案一 方案二底面積cm2 體積cm3 質(zhì)量kg 實際接觸 ———— 面積cm2。,所以方案一履帶聚氨酯部分強度為40MPa102m178。當土壤受到剪切力時，就會在剪切表面出現(xiàn)抗剪應(yīng)力τ。在總結(jié)以往的三種種履帶優(yōu)缺點的之后，提出了以人字形外齒和方塊形為基本思路的設(shè)計，選擇出兩種不同的方案，通過采用設(shè)計軟件的各種操作和工具，準確的描繪了兩種履帶3D模型。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師葛鐵軍老師，本論文字里行間凝聚著指導(dǎo)老師的辛勤汗水。 Exposition, Nashville, 1419,1999.(9) 馬吉勝,[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報,2002,14(7):939941.(10) :[dissertation].Sydney: Sydney,1999,11（8）:1215.(11) :[dissertation]. ,45.(12) Choi J H, Lee H C, Shabana A Dynamics of Multibo