20xx哈工大機械工程專業(yè)課作業(yè)2-資料下載頁
2024-11-15 07:21本頁面
【正文】 數化方程,根據實際要求確定了全方位移動機構系統的機構的主要參數,完成了相應的結構設計。在移動平臺的基礎上,提出了一種新型基于差動驅動的串、并聯操作機械臂,該機械臂結合了串、并聯機器的優(yōu)點,具有較大的抓取/自重比。建立了該機械臂的數學模型,對其進行了正、反運動學的分析,運用SolidWorks對機械臂個部件進行了3D詳細設計,采用ADAMS軟件對機器人系統進行運動學和動力學仿真分析。通過仿真分析驗證了所提方案的正確性合理性。最后就機器人的控制系統提出總體設計思想,討論了驅動電機的選擇、調速以及驅動電路的實現等,并且通過Matlab/SimuLink模塊完成電機以及PWM信號的仿真,為研發(fā)這種新型全方位移動混聯式操作臂機器人提供了必要的基礎。研究的機器人系統運動靈活、穩(wěn)定、承載能力強,可以實現平面內的全方位移動,應用前景比較廣闊,可用于空間較為狹小的清掃、搬運、裝配等工作。，有需要上下多級臺階的作業(yè)需要機器人完成，試分析論述給出輪式移動機器人與雙足（或四足、六足）步行機器人聯合使用創(chuàng)新設計的方案和完成作業(yè)控制策略。同輪式移動機器人相比，四足、六足步行機器人具有步行穩(wěn)定、可跨越障礙、上下臺階等特點，在室內、室外以及野外不平整地面都可等到穩(wěn)定步行和越障的行走效果。它的優(yōu)點：第一，足式機器人的運動軌跡是一系列離散的足印，輪式和履帶式機器人的則是一條條連續(xù)的轍跡。崎嶇地形中往往含有巖石、泥土、沙子甚至峭壁和陡坡等障礙物，可以穩(wěn)定支撐機器人的連續(xù)路徑十分有限，這意味著輪式和履帶式機器人在這種地形中已經不適用。而足式機器人對環(huán)境的破壞程度也較小。第二，足式機器人的腿部具有多個自由度，例運動的靈活性大大增強。它可以通過調節(jié)腿的長度保持身體水平，也可能通過腿 的伸展程度調整重心的位置，因此，不易翻倒，穩(wěn)定性更高。第三，足式機器人的身體與地面是分離的，這使機器人的身體可以平衡地運動而不必考慮地面的粗糙程度和腿的旋轉位置。當機器人需要攜帶科學儀器和工具工作時，首先將腿部固定，然后精確控制身體在三維空間中的運動，就可以達到對對象進行操作的目的。存在缺點：1）有些多足步行機器人體積和重量都很大。2）大多數多足步行機器人研究平臺的承載能力不強從而導致它們沒有能力承載視覺設備。3）步行敏捷性方面。其行走效率低，而且在機器人動步態(tài)步行方面的研究比較缺乏。4）多足步行機器人的控制方法需要改進。5）能源問題。尋求新型可靠的能源為機器人供電，實現機器人時間在戶外行走的目標。未來多足步行機器人的研究方向有如下幾個方面：1）足輪組合式步行機器人，2）仿生步行機器人。實際上這三種機器人都有各自的特點和適用場合，可以互相擬補各自的不足，互相取長補短，可以進行聯合創(chuàng)新設計以滿足多種工藝美術品環(huán)境下的實際需要，擴大機器人作業(yè)范圍、作業(yè)類型。設計的機器人行走機構主要性能指標要求如下：①總體機構尺寸；②自重；搭載重量；③峰值速度；正常速度m/s；④能爬越垂直高度，障礙，可爬越普通標準樓梯；⑤爬坡能力不小于。小型輪式機器人為研究對象，結合當前輪式機器人技術的發(fā)展，提出所需要的功能和需要滿足的性能和指標，設計出小型輪式機器人行走機構。小型輪式機器人行走機構可做為探測、偵查、以及防爆等作業(yè)的搭載平臺。通過對國內外輪式機器人的性能以及結構的研究概況的調查分析，將國內外幾種典型的輪式機器人行走機構的研究比較，總結并綜合了其各自的優(yōu)缺點，結合本文所研究的機器人的功能，提出小型四輪和六輪機器人行走機構的虛擬樣機模型。四輪機器人采用四輪驅動、獨立懸架結構。六輪機器人采用六輪驅動、集中控制和前后輪升降系統的結構組成。對兩種輪式機器人行走機構模型在如斜坡、臺階等障礙的非結構環(huán)境下進行了越障和轉向等運動分析，在此前提下進行輪式機器人行走機構的結構尺寸設計，分別對機器人行走機構在平地和斜坡模式下所需的驅動電機功率進行計算，并根據結果對四輪機器人選用直流減速電機，對六輪機器人選用了直流減速電機。根據電機和輪胎的尺寸對行走機構進行了包括驅動系統、鏈傳動系統以及前后輪升降系統在內的機構設計，并使用建模軟件UG完成了對輪式機器人行走機構零部件的三維參數化建模，繪出零件圖。在實驗場地中，對小型四輪機器人進行了爬坡、爬樓梯、高臺地形下的實驗，測得數據，驗證了四輪和六輪機器人行走機構運動速度、爬坡、爬樓梯的能力，能完成所提出的越障指標及性能。
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