机械5

一种爬梯机械人的设计(含cad图纸+说明书) [摘要] 在日常生活和生产中经常要将重物搬上楼梯，传统的方法基本是靠人力搬运完成，有时由于重物太重或人手不足而无法搬运，本课题就是为克服这个难题而设计的。本主要对爬楼机器人星型轮的传动机构及控制系统进行详细设计。首先介绍了国内外爬楼机器人研究现状，阐明本课题研究的目的、意义。然后进一步介绍了本爬楼机器人总体结构。在深入分析爬楼机构及其攀爬对象的基础上，设计了相对优势较明显的轮组结构爬楼机器人。对机器人小车的运动学模型进行分析，论证小车实现任意曲线运动所包含的自转、直线前进、圆弧前进三个基本运动单元的可行性。引入虚拟样机技术，通过Pro/E
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neer三维建模并进行模拟运动仿真。文章最后研究设计了在各种环境下，以单片机C8051F310为核心的爬楼控制系统。在控制系统中，采用超声波传感器的对称排列，获取了自主上楼梯所必须地两个关键参数θ和q；对驱动大功率电机的电路进行分析，设计了更适合大功率，更安全的电机驱动电路，直流马达配合高功率MOSFETⅡ型驱动器。 目录 [摘要] I Abstract II 第一章引言1 1.1课题研究的目的和意义1 1.2移动机器人的发展概况1 1.3爬楼梯机器人目前的研究状况4 1.4研究的主要内容6 第二章爬楼机器人的总体设计8 2.1爬楼机器人的设计要求8 2.2爬楼机器人的总体方案8 第三章爬楼机器人传动、轮组及转向机构设计11 3.1爬楼梯机器人小车的执行电机选择11 3.1.1技术指标11 3.1.2电机选型11 3.2爬楼机器人的机构设计13 3.2.1机器人小车传动机构设计13 3.2.2传动部件的设计与校核15 3.2.3爬楼机器人转向机构设计19 3.2.4机器人小车结构设计20 3.3爬楼机器人小车三维实体建模22 3.3.1 Pro/E软件介绍22 3.3.2三维实体建模22 3.4爬楼机器人小车行驶性能分析23 3.4.1可跨越最大垂直障碍高度23 3.4.2最小转弯半径24 第四章爬楼机器人控制系统设计26 4.1机器人爬楼梯的控制目标26 4.2机器人的体系结构及系统组成26 4.3控制系统主要硬件的选择28 4.3.1单片机的选型28 4.3.2传感器的选择29 4.4机器人控制系统的程序编制31 第五章总结与展望38 5.1全文总结38 5.2展望38 致谢III 参考文献IV