【正文】 維護難度并不是主要的問題，作為重要的軍事裝備會有專人進行維護?？臻g中一點P的位置可用向量P表示。 機械臂的運動方式a圓柱坐標系這種運動形式的機器臂均具有回轉，伸縮，與升降三個自由度，運動范圍為一個圓柱體。d多關節(jié)型這種機器臂和人的手臂比較相似，可以做多個方向的轉動，由多個臂組成，機械形式和人的肘關節(jié)肩關節(jié)類似。驅動系統(tǒng)包含油缸，電磁閥，油泵，油箱。輔助設備對拆彈機器人來說很重要，如果是在車間中，有液壓氣壓源的情況下，可以忽略，但是作為一個移動平臺，履帶機器人能隨時提供的只有電壓與電流，如果安裝液壓或氣壓源的話，對整體設置來說難以實現(xiàn)。同時，下底盤輪架內的空間也是履帶機器人的步進電機的驅動模塊與兩塊蓄電池的安裝架。履帶機器人采用整體的橡與纖維組成的復合材料。履帶機器人使用的是步進電機與蝸桿的結合，在蝸桿和步進電機之間還加了一級行星減速系統(tǒng)，這樣能在高負載的情況下提供足夠的扭矩，也可以在精心的拆彈工作中提供足夠的微調精準度?？蚣苷w采用的仍然是不銹鋼的方管，因為器材與零件全部整合在臂端的模塊中，所以除了臂端模塊以外的部分可以根據(jù)情況隨意改變，比如延長或縮短桿的長度，或者使用圓管等。對于安裝在機器人手臂等運動部件上的傳感器，重量要輕，否則會加大運動部件的慣性，影響機器人的工作性能。12 36V直流電源供電，輸出電流3A，可驅動42,57,86步進電機。以下是所選部件的型號與詳細參數(shù)。因此履帶機器人的動力系統(tǒng)即使在額定狀態(tài)下也可以應付各種障礙物。則根據(jù)公式（52）機械爪中部的法向加持力為：當機械爪的連桿運動到垂直于機械臂軸線的時候，機械爪張開度最大，夾緊力最小，此時的力矩為72 mm，機械爪中部的法向夾持力為：作為前臂的動力時，42步進電機先經(jīng)過減速比為20的行星減速器，再經(jīng)過減速比為20的蝸桿減速器，減速比共計400，靜力矩提升為192Nm。尤其是拆彈工作與狙擊工作需要絕對的精準。所有的結構設計優(yōu)先為拆彈工作而考慮。成像效果良好。對下一步工作的展望:目前已經(jīng)完成全部的結構設計，操作軟件與視頻遙控設備還未進行設計。本論文重點分析介紹了不同傳動方式、驅動模式、機械臂形式等，并進行了詳細的對比與選擇。除了執(zhí)行戰(zhàn)斗偵查任務以外，也可以在有輻射或者危險氣體的工廠中進行檢修工作。所以在非越野狀態(tài)下，機器人可以將前輪架收起。 蓄電池在底盤上的安裝位置 LCX127CH型鉛酸蓄電池的性能參數(shù)型號LCX127CH標準電壓12V標準容量12AH內阻17mhms重量履帶機器人的主動力是兩個330W電動馬達，運轉在額定工作狀態(tài)下的無刷馬達的效率一般為75%。都配合了相應的行星減速機構與蝸桿減速器，以提高扭矩和精準度。根據(jù)功率公式： (51)則此時的實際輸出功為：動力模塊中的蝸桿減速器減速比為20，鏈條齒輪的減速比為5，共計100。市面上銷售的以Atom為核心的微型筆記本可以很好的完成這一任務，它們都內置無線網(wǎng)卡與3G網(wǎng)卡，整合性高，自帶的電源可以供給6小時以上的電力[15]。c爆炸物傳感器原理上講是高敏感度的氣味傳感器，通過氣味對爆炸物的化學成分進行判斷，對不同種類的爆炸物使用不同的拆除方法[14]。 抗干擾能力強。 支撐架支撐架，在中臂前端連接前臂的部件，負責傳遞兩個自由度的動作。 輔助動力模塊的安裝位置 機械爪的結構設計抓取爆炸物的夾緊部件，由一個42步進電機負責夾緊動作，另一個42步進電機負責旋轉動作。 主輪與輔輪內襯 主輪安裝方法 支撐輪雖然主輪可以輕松的支撐機器人全部的重量但是在某些復雜的地形下履帶會承受額外的拉力，所以需要支撐輪來維持履帶的形狀，和在高負載時提供額外的支撐力，另外在履帶斷裂的情況下仍可提供一定的行駛能力。 底盤框架框架配件方形鋼管雖然加工簡單價格便宜而且單位質量的強度很高，但是要在其上安裝高精度的輪架并不容易，第一，方形鋼管不同于方鋼，在強力的夾持下容易變形，鉆貫穿的大孔的時候非常費力。d電氣式由電動馬達驅動，優(yōu)點是電源方便，信號傳遞容易運算，響應快，驅動力較大，非常是適用于中小型機械臂，這也正是拆彈機器人所需要的。從操作直觀性的方面出發(fā)，雖然以上幾種有較大的差別，但是隨著科技的進步，電腦模擬技術的完善，直觀性差可以通過軟件與程序來彌補，所以直觀性不強對拆彈任務的影響不大。他在X、Y、Z軸上的運動是獨立的，其運動方程可以獨立處理。在原子能工業(yè)中負責進行放射性材料的加工處理和實驗，或者是在兵工廠進行易燃易爆物的加工裝配，這類裝置的特點是不屬于某一工作主機，而且由人來操控。履帶機器人所使用的多關節(jié)機械臂可以認為是有一系列關節(jié)連接起來的連桿所組成。從能量密度方面分析，因為是履帶式機器人，而且作為拆彈機器人需要相應的底盤重量，所以能量密度要求不高，但是不可以忽略的是，機器人的內部空間尺寸非常有限，體積過大的話會對設計造成不便。他不含鎘等危險的元素所以沒有相關的健康問題，也不會污染環(huán)境。以下是鎳鎘電池的缺點：當電池在25176。摩托車，汽車，電瓶車都需要使用這種蓄電池，所以可用的型號非常廣泛，不同的尺寸序列也非常龐大。安裝的復雜程度雖然對于精密的機器人來說不是什么問題，但是許多傳動方式在兩個軸不絕對平行的情況下會無法工作，而這種事情在機器人翻越障礙物或者受到爆炸物沖擊波的沖擊后很有可能發(fā)生。缺點是，它也需要絕對平行的安裝環(huán)境，否則也會在運轉中飛出誘導輪。不同步問題使它不能用到需要兩端轉速同步的情況下，但是因此可以適用于會短時間超載的場合。另一方面，使用無刷電動馬達可以將電磁干擾造成的影響降到最低。內燃機單位質量產(chǎn)生的能量較大，例如。這次的設計能盡可能考慮到需要考慮到的所有的相關因素，在論文開始的幾章里用了大量的的篇幅進行理論的論證與各種結構模式的選擇，用來尋找最合適的設計方案。比較有影響的是美國的Packbot 機器人和Talon機器人 。在論文的準備階段中我了解到“通用機械”這一概念，機械的通用性的好壞不僅決定了這一個設備的加工難度，而且能決定這一領域的發(fā)展速度。另外，相對于活塞式引擎，電動馬達有如下優(yōu)點：[2]不會熄火，這個在緊急狀態(tài)下絕不允許發(fā)生，雖然可以在機器人內部設置啟動電機，但是這在這種小型機器人中實現(xiàn)起來相當?shù)穆闊?。雖然和活塞式引擎相比，電動馬達可以在更廣的轉速范圍內工作而不至于熄火，但是可以并不代表最優(yōu)，電動馬達在低轉速大扭矩下運轉效率非常低，也就是說會產(chǎn)生大量的熱量。因為它有兩個摩擦接觸面，所以它能比傳統(tǒng)的平帶傳遞更大的能量。變速箱必須由精確設計的零件組成?？紤]到履帶機器人對各項指標的需求，使用如下的傳動方式，在電動馬達輸出軸上安裝蝸桿減速，這種減速方式減速比大，而且可以垂直的改變傳動角度，然后通過鏈條傳動將扭矩傳遞到主輪。所以大部分的鉛酸蓄電池不能快速充電，否則會有內部壓力過大的危險。鎳鎘電池需要高度的保養(yǎng)，檢測，充電，在低溫下存儲以延長使用壽命。d鋰離子電池鋰離子電池是普遍使用的充電電池。但是相對較低的使用成本也意味著可以同時裝備較多的機器人。在OUVW坐標系中，向量P記為 即 式中，分別是P沿OU,OV,OW軸的投影。優(yōu)點是占地小，活動范圍大，結構簡單，緊湊，能達到較高的定位精度，應用廣泛，運動直觀性較強。優(yōu)點是工作范圍大，動作靈活，通用性強，能抓取靠近基座的物體，但是運動直觀性差。操作特點是操作力大，體積小，動作平穩(wěn)，耐沖擊，耐振動。因此液壓氣壓式的機械臂在這里被排除。采用3mm鋼板切割而成，受力部件使用5mm鋼板。履帶外側設有明輪片，可以在松軟的地面上產(chǎn)生更強的抓地力。分為前臂，中臂，后臂，底座四個部分。 機械臂框架 底座負責承擔全部的壓力和扭矩，所以采用較厚的5mm35鋼板焊接而成，為了在垂直方向有足夠的支撐力，采用了推力軸承。對于工作空間受到某種限制的機器人，體積和安裝方向的要求也是必不可少的。兩塊這樣的電路板正好可以驅動履帶機器人全部的8個步進電機。 電動馬達主動力采用86mm直徑48V的無刷永磁直流馬達。 馬達驅動無刷馬達的工作原理是用一個能偵測線圈位置的感應器。前臂從卡爪中部到前臂軸的距離為330mm。所以底盤的穩(wěn)定性尤為重要。在發(fā)現(xiàn)可疑物體以后進行先期的觀察，一般爆炸物外部有覆蓋物遮蓋，不能判斷內部結構，這時需要小心移除爆炸物的偽裝。作為另一個夜間觀察設備，紅外夜視儀雖然在功能上與微光夜視儀有點沖突，但是它的工作特性使他能在夜晚更快速的找到汽車，人員等發(fā)熱的目標。下一步將完善履帶機器人的遙控系統(tǒng)與操作系統(tǒng)。8 總論本文主要完成了以下工作:本論文開始簡要介紹了國內外有關履帶機器人領域內的研究背景和發(fā)展狀況，并闡述了履帶機器人的設計理念。對功率的要求也降低了，電池模塊將更換為鎳氫電池組，可以使履帶機器人工作更長的時間。 底盤展開狀態(tài)在不需要調整重心的時候，前伸的前輪架使機器人的長度達到120cm，這降低了機器人的通過性。四塊鉛酸蓄電池也起到配重的作用，使機械臂在工作中機體保持平衡。除了機械爪與前臂以外，機械臂的后部等扭矩需求較大的地方使用的是57步進電機。 86BLF02無刷直流永磁馬達 86BLF02無刷直流永磁馬達的性能參數(shù)型號86BLF02額定電壓48V額定轉速3000RPM保持力矩輸出功率330W峰值轉矩峰值電流重量，根據(jù)經(jīng)驗，電動馬達銘牌上的功率一般經(jīng)過取整，而轉速和保持力矩是經(jīng)過實測。通過網(wǎng)絡可以在世界任何一點遙控履帶機器人。底座的壓力傳感器是判斷出爆炸物的重量，如果在抓取抬升的過程中發(fā)現(xiàn)重量過大便需要停止工作，否則會對機械部件造成損害。軍用機器人就是以在惡劣環(huán)境中工作而設計的，所以穩(wěn)定性對軍用機器人來說至關重要，如果機器人在工作中故障，也將造成財產(chǎn)損失與人員傷亡。 中臂 中臂的透視圖，圓柱形的空間里裝著蝸桿機構，旋轉軸的軸承部件與主軸的軸承部件相同。整個部件在運轉的時候會承擔較大的法向力，所以在行星減速器的兩端都有支撐的框架。內軸的材質也是使用35鋼，車床車制，表面需進行熱處理以提高耐磨性。使用方管加工簡單，也有相當優(yōu)秀的截面形狀便于往底盤上追加其他設備。機械式機械臂也是需要輔助設備提供動力的。慣性對拆彈工作影響并不大，因為拆彈過程中所有的動作都非常緩慢，為了搬運重量較大的物體機械臂的各處驅動留下的功率余量比較大，可以很好的解決慣性的問題。優(yōu)點是結構簡單，定位精度高，運動直觀性強，但是占地面積大而工作范圍小，慣性大靈活性差。后來，隨著40年代原子能工業(yè)的產(chǎn)生，出現(xiàn)了半自動化抓取搬運裝置，也就是所謂的操作機。他為機器人的分析與綜合提供了一種有效的手段。在高功率環(huán)境下會產(chǎn)生爆炸危險的鋰離子電池便被首先排除。它在無電存儲的時候沒有記憶效應，也就是說可以在有電或者沒電的情況下儲存，不需要像鎳鎘電池那樣提前放電或者像鉛酸蓄電池那樣提前充電。但是從另一角度講，它也只能在不充電的情況下儲存，否則會產(chǎn)生記憶效應，這會大大降低電池的容量。這對于偶爾進行大功率輸出的設備來說非常重要。所以傳動精度非常重要，這一過程需要反復的改變傳動方向，同步性較低的傳動方式顯得不是很合適。它沒有齒間隙, 所以成為了理想的精確的自動化機器人機械部件。這一張緊過程會對軸承產(chǎn)生較大的載荷。 活塞內燃機與電動馬達的性能對比單位質量功率再啟動難度對空氣依賴性噪音震動發(fā)熱量電磁干擾活塞式內燃機高難高高高無電動馬達中易