【摘 要】
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本文以多用途移动机器人为研究对象,结合当前机器人技术的发展,提出所需要的功能和需要满足的性能和指标,设计出一种新型的机器人行走机构。机器人行走机构可做为探测、侦查
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本文以多用途移动机器人为研究对象,结合当前机器人技术的发展,提出所需要的功能和需要满足的性能和指标,设计出一种新型的机器人行走机构。机器人行走机构可做为探测、侦查、以及防爆等作业的搭载平台。通过对国内外移动机器人的整机性能以及移动机构的研究概况的调查分析,以及对现今国内外几种典型的移动机器人行走机构的研究比较,总结并综合了其各自的优缺点,结合本文所研究的机器人的功能,提出一种新型的机器人行走机构的虚拟样机模型。行走机构采用轮式、履带式和曲柄连杆结构的摆臂机构组合而成。对机器人行走机构模型在如壕沟、台阶等障碍的非结构环境下进行了越障和转向等运动分析,在此前提下进行机器人行走机构的结构尺寸设计,对机器人行走机构在平地和斜坡模式下所需的驱动电机功率进行了计算,并根据结果选用了Maxon直流伺服电机以及Eisele减速器。根据电机、减速器的结构尺寸以及行走机构的运动分析结果对机器人行走机构进行了包括驱动系统、摆臂系统以及曲柄连杆履带系统在内的机构设计。应用建模软件UG完成了对机器人行走机构零部件的三维参数化建模,创建机器人行走机构虚拟样机模型和典型的高台壕沟地形,并实现了UG三维虚拟样机模型向多刚体动力学软件ADAMS/VIEW的实体转换传递。在ADAMS/VIEW环境下对机器人虚拟样机模型的质量、材料、各部件的约束及驱动起始条件进行了设置。针对典型的非结构环境,对机器人行走机构样机模型进行了在壕沟、高台地形下的运动仿真,得到并验证了机器人行走机构运动速度、摆臂力矩以及驱动力矩是否满足实际条件下的需求,能否完成所提出的越障指标及性能。最后,针对论文现有设计,给出了进一步的改善优化建议,并对所设计的机器人行走机构的发展前景进行了展望。
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