【正文】 數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按 GB/T13571987 圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ,取 mmmn ? 但為畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 10 了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 mmd ?來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù) .于是由 : ??z 取 281?z ，那么 2821 ??zz 。由 [1]表 101 選擇齒輪選用 45鋼調(diào)質(zhì) ,硬度為 162～ 207HBS。 2)選擇 7 級(jí)精度（ GB/T10095－ 88）。2139。3 ??? 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 6 （ 3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 mNnPT mdd ????? mNiTT d ???????????? ??? mNiTT ?????????? ?? mNiTT ?????????? ?? 輸出轉(zhuǎn)矩： mNTTmNTTmNTT??????????????????339。1 ??? WPP 0 39。 m i n/1 1 4 05720 rnin ????? 輪 所以把伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)成 1140r/min。尺寸：總長(zhǎng) ，外徑 mm122 ，軸徑 mm10 ，質(zhì)量 Kg8 。 ?? （齒輪精度為 7級(jí)） ?? （圓柱滾子軸承） ?? （彈性聯(lián)軸器） 4544321 ??????? ?????? WFvP ???? ? 通過比較，選用博山電機(jī)廠生產(chǎn)的 S661DT1 電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)。%%% ??? ）（）（ i? （ i屬于 740，這里取 20） 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 5 圓錐直齒輪呈 90176。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)的選擇 預(yù)計(jì)輪子摩擦因數(shù)為 ，底盤自重為 50Kg，載重 200Kg。 圖 全向移動(dòng)底盤總體布局圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 4 圖 全向移動(dòng)機(jī)器人底盤的三維示意圖 第 3 章 電動(dòng)機(jī)的選擇 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇 按已知的工作要求和條件， 此電機(jī)屬于小功率、載荷變化不大的工作電機(jī)，選用直流伺服電動(dòng)機(jī)。 指標(biāo)要求 表 全向移動(dòng)機(jī)器人底盤設(shè)計(jì)指標(biāo)要求 總體結(jié)構(gòu) 輪式結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)指標(biāo) 自重 50Kg 載重 200Kg 尺寸 mmmmmm 180560600 ?? 機(jī)動(dòng)指標(biāo) 轉(zhuǎn)速 sm/ 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 3 轉(zhuǎn)向能力 全向移動(dòng) 總體方案設(shè)計(jì) 根據(jù)功能要求和指標(biāo)要求設(shè)計(jì)傳 動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)路線為：電機(jī) —— 聯(lián)軸器—— 減速裝置 —— 輪子。能承載 200Kg 重量，能實(shí)現(xiàn)全向運(yùn)動(dòng)。 (2)利用三維建模軟件對(duì)全向移動(dòng)機(jī)器人底盤的主要受力零件進(jìn)行有限元分析，校核零件的強(qiáng)度和位移形變，使得其在工作中滿足強(qiáng)度的要求。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和思路 本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人全向移動(dòng)的底盤，要求底盤結(jié)構(gòu)布局合理、可行，傳動(dòng)順暢、高效，能夠載重 200Kg，外形尺寸為長(zhǎng)寬高 600mm 560mm 180mm ，能夠?qū)崿F(xiàn)全向移動(dòng)，最大行駛速度為 sm/ 。因而，輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)在機(jī)器人技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，目前已成為移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最主要形式。但車輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)顯得尤其突出，與步行式移動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，它的優(yōu)點(diǎn)很多 :能高速穩(wěn)定地移動(dòng)、能源利用率高，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、能借鑒至今已很成熟的汽車技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)等等，它的缺點(diǎn)是移動(dòng)場(chǎng)所限于平面。目前，移動(dòng)機(jī)構(gòu)開發(fā)的種類已相當(dāng)繁多，僅就平面移動(dòng)而言，移動(dòng)機(jī)構(gòu)就有車輪式、履帶式、腿足式等形式。能在工作環(huán)境內(nèi)移動(dòng)和執(zhí)行功能是移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的兩大特點(diǎn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷開展和人民生活水平的提高，廣泛應(yīng)用服務(wù)機(jī)器人必將成為趨勢(shì)。在民用服務(wù)領(lǐng)域，美國(guó)和日本處于遙遙領(lǐng)先的地位，機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于車站清掃、大面積割草、商場(chǎng)導(dǎo)游導(dǎo)購(gòu)、導(dǎo)盲和保安巡邏等各個(gè)方面。移動(dòng)機(jī)器人狹義上指的是地面可移動(dòng)機(jī)器人，是繼操作手和步行機(jī)之后機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)新的研究目標(biāo)，也是進(jìn)一步擴(kuò)展機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的重要研究方向。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，將勢(shì)必會(huì)在各個(gè)領(lǐng)域廣泛、大量地應(yīng)用服 務(wù)機(jī)器人。各國(guó)尤其是西方發(fā)達(dá)國(guó)家正致力于研究、開發(fā)和廣泛應(yīng)用服務(wù)機(jī)器人。 omnidirectional mobile chassis 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 2 目 錄 摘 要 .............................................................. ? Abstract .............................................................?? 第 1 章 緒論 ......................................................... 1 移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)背景和意義 ....................................... 1 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和思路 ............................................... 2 第 2 章 機(jī)器人全向移動(dòng)底盤總體設(shè)計(jì)方案 ............................... 2 功能要求 ...................................................... 2 指標(biāo)要求 ...................................................... 2 總體方案設(shè)計(jì) .................................................. 3 第 3 章 電動(dòng)機(jī)的選擇 ................................................. 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇 ................................................. 4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)的選擇 ............................................. 4 第 4 章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................... 6 圓柱齒輪的設(shè)計(jì) ................................................. 6 錐齒輪的設(shè)計(jì) .................................................. 10 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) ................................................ 16 軸的設(shè)計(jì) ..................................................... 21 第 5 章 其它零件的選取 .............................................. 33 聯(lián)軸器的選取 .................................................. 33 軸承的選取 .................................................... 33 鍵的選取 ..................................................... 33 第 6 章 UG 運(yùn)動(dòng)仿真 ................................................ 33 UG 運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)介 ............................................... 33 基于 UG 的運(yùn)動(dòng)仿真 ............................................. 34 第 7 章 SolidWorks 有限元分析 ........................................ 34 有限元分析簡(jiǎn)介 ................................................ 34 基于 SolidWorks 的有限元分析 ..................................... 35 參考文獻(xiàn) ........................................................... 39 致 謝 ............................................................. 41 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 1 第 1 章 緒論 移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)背景和意義 機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，幾乎滲透所有領(lǐng)域。 關(guān)鍵詞： 移動(dòng)機(jī)器人； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)； 全向移動(dòng)底盤 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 1 Abstract With the wide use of mobile robot in the modern manufacturing, there is a high request to the robot’s mobility. Because omnidirectional mobile robot has three freedom of flat motion,front ,back,right,left and rotation, it can move at any speed and direction in the sportplane, and it has an advantage of mobility over the nonomnidirectional mobile robot. The main content of this paper is the design of omnidirectional mobile robot’s chassis which can carry up 200 Kg weight,and the robot chassis can let Omnidirection e mechqnical driving system was designed in this and SolidWorks is used to prove the feasibility of the design. Key words: mobile robot。 本文的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是全向移動(dòng)機(jī)器人底盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到 能承載 200Kg 重量，并能實(shí)現(xiàn)全向運(yùn)動(dòng)的全向移動(dòng) 。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 1 摘 要 隨著移動(dòng)機(jī)器人在現(xiàn)代制造業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)機(jī)器人的移動(dòng)能力有了更高的要 求。因?yàn)槿蛞苿?dòng)機(jī)器人具有平面運(yùn)動(dòng)的全部三個(gè)自由度，前后、左右和自轉(zhuǎn)，所以 理論上在機(jī)器人所處的運(yùn)動(dòng)平面上它可以向任何方向運(yùn)動(dòng)，并且它的機(jī)動(dòng)性要優(yōu)于非 全向移動(dòng)機(jī)器人。論文主要介紹全向移動(dòng)機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)，并通過 UG、 SolidWorks等軟件 零件的三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真在理論上證明設(shè)計(jì)的可行性。 omnidirectional wheels。進(jìn)入九十年代以來，人們廣泛開展了對(duì)服務(wù)機(jī)器人的研制和開發(fā)。目前，在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，機(jī)器人已應(yīng)用于商場(chǎng)導(dǎo)購(gòu)、物品移送、家居服務(wù)、展廳保安和大面積清掃等多個(gè)服務(wù)領(lǐng)域。 與普通工業(yè)機(jī)器人相比，服務(wù)機(jī)器人具有更大更靈活的工作空間，因此其往往是移動(dòng)機(jī)器人。移動(dòng)機(jī)器人目前主要包括軍事和民用服務(wù)兩大應(yīng)用領(lǐng)域。在我國(guó)的移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的研究和應(yīng)用還處于起步階段，上海大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)曾先后研制成功導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人、導(dǎo)游 機(jī)器人和清掃機(jī)器人。 上述移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)合決定了要求具有能在狹窄、擁擠的場(chǎng)合靈活快捷地自由運(yùn)動(dòng)的性能，這也成為了機(jī)器人研究和設(shè)計(jì)的難點(diǎn)問題。因此，移動(dòng)機(jī)構(gòu)是組成移動(dòng)機(jī)器人的重要部分，它是保證機(jī)器人實(shí)現(xiàn)功能要求的關(guān)鍵，其設(shè)計(jì)的成功與否將直接影響機(jī)器人系統(tǒng)的性能。各種移動(dòng)機(jī)構(gòu) 可謂各有千秋，適應(yīng)了各種工作環(huán)境的不同要求。 但是，目前機(jī)器人工作的場(chǎng)所幾乎都是人工建造的平地，并且畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 2 即使有臺(tái)階，只要以車輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)再附加幾個(gè)自由度便不難解決。 本課題將對(duì)全向移動(dòng)機(jī)器人底盤設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究。 解決的主要問題 (1)移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng) 合決定了要求具有能在狹窄、擁擠的場(chǎng)合靈活快捷地自由運(yùn)動(dòng)的性能，在設(shè)計(jì)過程中要兼顧到機(jī)器人底盤的功能特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)性能，使得移動(dòng)機(jī)器人底盤運(yùn)動(dòng)靈活，便于控制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)安排合理，整體設(shè)計(jì)緊湊牢靠，便于拆卸，這也成為了機(jī)器人研究和設(shè)計(jì)的難點(diǎn)問題。 第 2 章 機(jī)器人全向移動(dòng)底盤總體設(shè)計(jì)方案 功能要求 結(jié)構(gòu)布局合理、可行，傳動(dòng)順暢、高效。預(yù)計(jì)底盤以 sm/ 的速度移動(dòng)。