N470-多关节多自由度搜救救援机器人结构设计 下载积分：100　资料编号： N470

作品包括:

Word版说明书1份，共48页，约20000字

CAD版本图纸，共7张

摘 要

灾害搜救工作的复杂性、危险性和紧迫性给救援工作带来了极大的困难。救援机器人以其体积小、灵活等诸多优点成为灾害辅助救援的有效工具并引起全世界的广泛关注。本课题通过对灾害现场及灾害救援现状研究后，确定机器人的运动方式采用蛇形与履带结合的运动方式，主要完成了机器人的机械结构设计，并对运动部件的驱动方式进行了设计。主驱动模块采用蜗轮蜗杆传动，实现扭矩的多向传递，保证机器人四周的同步运动。论文还对其它零件进行了结构设计和计算，选取了标准件。同时考虑了救援现场环境的特点，尤其是对越障能力的特殊要求，对结构的紧凑性和稳定性都做了相应的考虑。在设计的过程中，充分的利用了Solidworks三维制图软件，对各个零件进行三维建模，且对所有部件进行了模拟组装，以保证结构尺寸设计的合理性。

关键词：灾害搜救,类蛇形,履带驱动,机器人

目  录

第1章 绪论………………………………………………………………………1

1.1 前言………………………………………………………………………5

1.2 救援机器人发展现状……………………………………………………6

1.2.1 灾害现场影响救援工作的因素………………………………7

1.2.2 救援机器人应具有的基本特性………………………………6

1.2.3 国内外救援机器人研究现状…………………………………3

1.3 救援机器人在我国的发展前景………………………………………5

1.3.1　移动机构………………………………………………………5

1.3.2　导航与定位……………………………………………………5

1.3.3　控制方式………………………………………………………6

1.3.4　组建机器人灾难救援队………………………………………6

1.4 论文选题的研究内容、意义和应用前景…………………………7

第2章 总体方案设计………………………………………………………7

2.1 运动方案…………………………………………………………………7

2.1.1 连接关节设计方案……………………………………………7

2.1.2 驱动模块设计…………………………………………………9

2.1.3 驱动模块传动设计…………………………………………  11

2.2关节驱动的选择……………………………………………………… 11

2.3主驱动电机选择…………………………………………………………12

2.4 总体方案…………………………………………………………………13

2.5本章小结…………………………………………………………………14

第3章 运动系统设计计算…………………………………………………15

3.1分配传动比………………………………………………………………15

3.2蜗杆传动的设计与校核…………………………………………………16

3.2.1蜗杆传动的设计………………………………………………16

3.2.2蜗杆传动的热平衡核算………………………………………21

3.3减速齿轮传动设计……………………………………………………22

3.4 同步带传动设计…………………………………………………………28

3.5主驱动轴的设计与校核…………………………………………………31

3.5.1主驱动轴的结构设计…………………………………………31

3.5.2 主驱动轴的强度校核…………………………………………33

3.6蜗杆轴上轴承的校核…………………………………………………37

3.6.1滚动轴承的失效形式…………………………………………37

3.6.2滚动轴承的寿命………………………………………………38

3.6.3滚动轴承的寿命计算…………………………………………39

3.7本章小结…………………………………………………………………39

第四章  控制系统设计………………………………………………………40

4.1机器人控制系统需求分析……………………………………………40

4.2 机器人控制系统总体分析………………………………………………41

4.3 机器人运动控制系统研究………………………………………………42

4.3.1运动控制平台设计……………………………………………43

4.3.2机器人远程遥控系统…………………………………………43

4.4 本章小结………………………………………………………………46

结论………………………………………………………………………………49

参考文献…………………………………………………………………………50

致谢………………………………………………………………………………53

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