20xx哈工大機(jī)械工程專業(yè)課作業(yè)2(參考版)
2024-11-15 07:21本頁(yè)面
【正文】 在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地中，對(duì)小型四輪機(jī)器人進(jìn)行了爬坡、爬樓梯、高臺(tái)地形下的實(shí)驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了四輪和六輪機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度、爬坡、爬樓梯的能力，能完成所提出的越障指標(biāo)及性能。對(duì)兩種輪式機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)模型在如斜坡、臺(tái)階等障礙的非結(jié)構(gòu)環(huán)境下進(jìn)行了越障和轉(zhuǎn)向等運(yùn)動(dòng)分析，在此前提下進(jìn)行輪式機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，分別對(duì)機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)在平地和斜坡模式下所需的驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)結(jié)果對(duì)四輪機(jī)器人選用直流減速電機(jī)，對(duì)六輪機(jī)器人選用了直流減速電機(jī)。四輪機(jī)器人采用四輪驅(qū)動(dòng)、獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)。小型輪式機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)可做為探測(cè)、偵查、以及防爆等作業(yè)的搭載平臺(tái)。設(shè)計(jì)的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)主要性能指標(biāo)要求如下：①總體機(jī)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)樓梯；⑤爬坡能力不小于。未來(lái)多足步行機(jī)器人的研究方向有如下幾個(gè)方面：1）足輪組合式步行機(jī)器人，2）仿生步行機(jī)器人。5）能源問(wèn)題。其行走效率低，而且在機(jī)器人動(dòng)步態(tài)步行方面的研究比較缺乏。2）大多數(shù)多足步行機(jī)器人研究平臺(tái)的承載能力不強(qiáng)從而導(dǎo)致它們沒(méi)有能力承載視覺(jué)設(shè)備。當(dāng)機(jī)器人需要攜帶科學(xué)儀器和工具工作時(shí)，首先將腿部固定，然后精確控制身體在三維空間中的運(yùn)動(dòng)，就可以達(dá)到對(duì)對(duì)象進(jìn)行操作的目的。它可以通過(guò)調(diào)節(jié)腿的長(zhǎng)度保持身體水平，也可能通過(guò)腿 的伸展程度調(diào)整重心的位置，因此，不易翻倒，穩(wěn)定性更高。而足式機(jī)器人對(duì)環(huán)境的破壞程度也較小。它的優(yōu)點(diǎn)：第一，足式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡是一系列離散的足印，輪式和履帶式機(jī)器人的則是一條條連續(xù)的轍跡。，有需要上下多級(jí)臺(tái)階的作業(yè)需要機(jī)器人完成，試分析論述給出輪式移動(dòng)機(jī)器人與雙足（或四足、六足）步行機(jī)器人聯(lián)合使用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方案和完成作業(yè)控制策略。最后就機(jī)器人的控制系統(tǒng)提出總體設(shè)計(jì)思想,討論了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇、調(diào)速以及驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)現(xiàn)等,并且通過(guò)Matlab/SimuLink模塊完成電機(jī)以及PWM信號(hào)的仿真,為研發(fā)這種新型全方位移動(dòng)混聯(lián)式操作臂機(jī)器人提供了必要的基礎(chǔ)。建立了該機(jī)械臂的數(shù)學(xué)模型,對(duì)其進(jìn)行了正、反運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析,運(yùn)用SolidWorks對(duì)機(jī)械臂個(gè)部件進(jìn)行了3D詳細(xì)設(shè)計(jì),采用ADAMS軟件對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析。根據(jù)Mecanum輪的運(yùn)動(dòng)原理,對(duì)輥?zhàn)拥妮喞螤钸M(jìn)行了研究,獲得輪廓的參數(shù)化方程,根據(jù)實(shí)際要求確定了全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)的主要參數(shù),完成了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一種基于Mecanum輪系的四輪全方位移動(dòng)混聯(lián)式操作臂機(jī)器人,深入研究了全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性,并在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)構(gòu)的控制方案進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。開展機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu)的開發(fā)和研制工作,根據(jù)不同工環(huán)境的要求開發(fā)了多種多樣的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步地，由行進(jìn)速度目標(biāo)值vref和ωref，用公式求得左右驅(qū)動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)角速度，控制左右驅(qū)動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)角速度。并以實(shí)現(xiàn)行進(jìn)速度目標(biāo)值σref進(jìn)行速度控制。直線行走控制方法的總結(jié)：其控制系統(tǒng)構(gòu)成要點(diǎn)如下：，以及移動(dòng)機(jī)器人的回轉(zhuǎn)角速度ω；，用公式計(jì)算轉(zhuǎn)向角的目標(biāo)值。因此為用測(cè)程法計(jì)算行進(jìn)方向速度V和回去轉(zhuǎn)角速度ω，測(cè)量回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角的傳感器除上述提到的光電編碼器外，還有測(cè)速電機(jī)、電位計(jì)等等。行走距離越遠(yuǎn)產(chǎn)生的誤差就越大。上述有關(guān)移動(dòng)機(jī)器人位置和姿態(tài)推算的測(cè)和法是最基本的方法。因此，由單位時(shí)間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)角的積分就可以計(jì)算出移動(dòng)機(jī)器人當(dāng)前所的位置和姿態(tài)。測(cè)程法：是移動(dòng)機(jī)器人推定當(dāng)前所處位置和姿態(tài)常用的方法，是對(duì)車體速度積分的方法。即在地面上建立二維坐標(biāo)系，將移動(dòng)機(jī)器人坐標(biāo)位置與方向用數(shù)值表示即可以了。移動(dòng)機(jī)器人是用計(jì)算機(jī)控制來(lái)工作的。論述題，為實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)靈活移動(dòng)和較高操作定位精度，試給出采用輪式移動(dòng)機(jī)器人與操作臂型機(jī)器人聯(lián)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方案及完成作業(yè)控制策略。工業(yè)機(jī)器人抓取手臂要完成整個(gè)工作過(guò)程，需完成夾緊工件、手臂升降、伸縮、回轉(zhuǎn)，平移等一系列的動(dòng)作，這些動(dòng)作都應(yīng)該在工作拍節(jié)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，具體時(shí)間的分配取決于很多因素，根據(jù)各種因素反復(fù)考慮，對(duì)分配的方案進(jìn)行比較，才能確定。115176。115176。一個(gè)操作運(yùn)動(dòng)的軌跡是幾個(gè)動(dòng)作的合成，在確定的工作范圍時(shí)，可將軌跡分解成單個(gè)的動(dòng)作，由單個(gè)動(dòng)作的行程確定機(jī)械手的最大行程。1mm。答:臂力的確定目前使用的機(jī)械手臂的臂力范圍較大，最大為8000N。經(jīng)過(guò)分析比較我們最終選定方案C。B方案該方
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