机械5

摘要 灾难应急搜索和救援机器人（Search A
nd Rescue Robot）是自然灾害、事故等突发事件发生时，进入现场执行搜救探测任务的机器人。这种机器人可以远程操控或采用自主的方式深入到复杂、危险、不确定的灾害现场，探测未知环境信息，搜索和营救被困者。搜救机器人是机器人技术向实用化发展的一个重要分支和新的研究领域，具有重要的社会价值。 本的目的是设计结构新颖、具有独创性的可携带、抗一定冲击的履带移动机器人，以适应在恶劣环境和复杂路况下工作。通过在传动系统上加载各种感知系统，以此实现搜救机器人不同的使用功能，本研究意义在于为设计的搜救机器人提供一个基础的传动机构，以便于开发出更多使用功能的搜救机器人。 本研究所设计的搜救机器人移动方案是履带式驱动结构。搜救机器人的运动平台应尽可能适应多种复杂的井下地形条件，如废墟、泥地、沙地、台阶、陡坡、壕沟等，即具有较强的地形适应能力；除此之外，还要具有一定的运动速度和良好的运动学稳定性，尽可能减少倾覆或翻滚的可能。设计的机器人移动机构主要由四部分组成：主动轮减速驱动机构、摆臂减速转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构。本对上述各部分方案分别进行论证、结构设计计算. 关键词搜救机器人；传动系统；履带式 Abstract Disaster emerge
ncySearch A
nd Rescue Robot(the Search A
nd Rescue Robot)is a
natural disasters,accide
nts A
nd other emerge
ncies occur,i
nstead of Search A
nd Rescue perso
n
nel to e
nter the sce
ne Search A
nd Rescue missio
n to the mobile Robot.This ki
nd of robot ca
n be remotelyoperated or adopt thewayof i
ndepe
nde
nt i
nto complex,da
nger,u
ncertai
ntyat the sce
ne of the disaster,detecti
ng u
nk
now
n e
nviro
nme
ntal i
nformatio
n,search a
nd rescue trapped perso
ns.Search a
nd rescue robot is a
n importa
nt bra
nch of robot tech
nologyi
n practical developme
nt a
nd the
newresearch field,has importa
nt socialvalue.The purpose of this thesis researchwork is to desig
n
newstructure,i
nge
nious portable,impact resista
nce to certai
n of the tracked mobile robot,i
n order to adapt towork u
nder bad e
nviro
nme
nt a
nd complexroad co
nditio
ns.Byloadi
ng it o
n mobile system perceptio
n system,to impleme
nt the search a
nd rescue robot differe
nt use fu
nctio
n,a
nd sig
nifica
nce of this studyis to search a
nd rescue robot provides a fou
ndatio
n to the desig
n of the tra
nsmissio
n mecha
nism,so that to develop more fu
nctio
n of search a
nd rescue robot. This desig
n i
nstitute of search a
nd rescue robot movi
ng pla
n is crawler drive structure.Search a
nd rescue robot motio
n platform should as far as possible to adapt to avarietyof complexdow
nhole terrai
n co
nditio
ns,such as debris,mud,sa
nd,steps,steep slope,tre
nches,etc.,which has stro
ng adaptabilityto terrai
n; I
n additio
n,will also have a certai
nvelocitya
nd good ki
nematic stability,mi
nimize capsized or roll.Desig
n of robot mobile mecha
nism is mai
nlycomposed of four parts: the drivi
ngwheel deceleratio
n drivi
ng mecha
nism,wi
ng rotati
ng mecha
nism,adaptive road,track a
nd trackwheel actuator motio
n mecha
nism.This paper o
n the package the parts for argume
ntatio
n,structural desig
n,calculatio
n. Keywords Search a
nd rescue robot The tra
nsmissio
n system caterpillar 目录 摘要I Abstract II 1绪论1 1.1课题研究背景及意义1 1.1.1课题研究背景1 1.1.2课题研究意义1 1.2国内外的研究概况2 1.2.1国外研究概况2 1.2.2国内研究概况3 2机器人总体结构及运动参数设计4 2.1机器人移动机构分析4 2.2机器人移动机构性能比较5 2.3采用的行走机构5 2.4机器人性能指标与设计6 2.5机器人运动分析7 2.5.1机器人跨越台阶7 2.5.2机器人跨越沟槽8 2.5.3机器人斜坡运动分析8 3电动机的选择10 3.1基于平地的最大速度的电机功率计算10 3.2爬坡最大坡度的驱动电机功率计算11 4减速器设计12 4.1一级圆柱齿轮减速器的计算12 4.1.1齿轮材料和热处理的选择12 4.1.2齿轮几何尺寸的设计计算12 4.1.3齿轮弯曲强度校核14 4.1.4齿轮几何尺寸的确定14 4.1.5轴的材料和热处理的选择15 4.1.6轴几何尺寸的设计计算15 4.1.7圆柱齿轮减速器三维图17 4.2蜗杆减速器的计算18 4.2.1蜗杆的型号和材料18 4.2.2按齿面接触疲劳强度进行设计18 4.2.3蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸20 4.2.4蜗杆轴的设计21 4.2.5蜗轮轴的设计26 5移动机构履带及翼板部分设计27 5.1履带的选择27 5.1.1确定带的型号和节距28 5.1.2确定主从动轮直径29 5.1.3确定节线长度和带宽29 5.2翼板部分设计30 6机器人摆臂的设计31 7机器人感知系统32 结论33 致谢34 参考文献35 附录36 附录1 36 附录2 37