發(fā)布時間：2017-10-21 08:49

  本文關(guān)鍵詞：小型排爆機(jī)器人移動平臺機(jī)構(gòu)設(shè)計與運(yùn)動性能的分析和仿真

  更多相關(guān)文章： 小型排爆機(jī)器人 移動平臺 虛擬樣機(jī)構(gòu)建 運(yùn)動學(xué)分析 動力學(xué)分析 樣機(jī)研制 性能測試

【摘要】：目前,全世界范圍內(nèi)沖突不斷,恐怖爆炸事件時常發(fā)生,其危險性、復(fù)雜性和緊迫性給維和工作帶來巨大困難。小型排爆機(jī)器人作為一種特種作業(yè)機(jī)器人,具有全地形適應(yīng)性,可代替人類深入復(fù)雜、危險環(huán)境,完成探測、排爆等作業(yè)任務(wù),將成為人類反恐排爆工作的有效工具之一。本文提出了一種小型排爆機(jī)器人移動平臺方案,設(shè)計了其行走系統(tǒng)和傳動系統(tǒng),分析了作業(yè)過程中的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)性能,制作了移動平臺實(shí)物樣機(jī),并結(jié)合設(shè)計任務(wù),進(jìn)行了相關(guān)性能測試。本文主要研究內(nèi)容如下：1.分析了小型排爆機(jī)器人移動平臺設(shè)計任務(wù),對比了國內(nèi)外排爆機(jī)器人的典型行走系統(tǒng)方案,提出了一種五自由度的腿履復(fù)合式移動平臺行走方案。以越過狹窄通道、壕溝、高臺、斜坡等常見障礙為目標(biāo),建立了移動平臺關(guān)鍵尺寸的約束關(guān)系,分析了跨越幾種常見障礙時的姿態(tài)規(guī)劃問題；2.確定了小型排爆機(jī)器人移動平臺的傳動方案,根據(jù)爬坡、轉(zhuǎn)向、翻越垂直障礙等典型工況,分析計算了機(jī)器人越障所需驅(qū)動力,確定了機(jī)器人驅(qū)動源選型：分析了移動平臺在越障過程中的穩(wěn)定性,驗(yàn)證了機(jī)器人的通過能力；3.基于多體動力學(xué)基礎(chǔ)理論,利用MSCADAMS軟件,建立了小型排爆機(jī)器人移動平臺虛擬樣機(jī),并對爬坡、轉(zhuǎn)彎、翻越垂直障礙等典型工況進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)仿真分析,確定了機(jī)器人越障過程中的穩(wěn)定性及驅(qū)動力要求,驗(yàn)證了機(jī)器人驅(qū)動源選型的可靠性；4.基于ANSYS有限單元法,分析了小型排爆機(jī)器人移動平臺主體模塊框架的剛度及強(qiáng)度要求,并進(jìn)行了靜力學(xué)有關(guān)分析；在進(jìn)一步完善機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上,利用SolidWorks軟件建立了移動平臺的三維建模；制作了機(jī)器人實(shí)物樣機(jī),并進(jìn)行了機(jī)器人爬坡、轉(zhuǎn)向、翻越垂直障礙等方面的性能測試,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：小型排爆機(jī)器人 移動平臺 虛擬樣機(jī)構(gòu)建 運(yùn)動學(xué)分析 動力學(xué)分析 樣機(jī)研制 性能測試
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 排爆機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國外研究情況10-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究情況12-14
• 1.3 排爆機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究14-16
• 1.3.1 機(jī)器人研究關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域14-16
• 1.3.2 排爆機(jī)器人發(fā)展趨勢16
• 1.4 本課題研究意義及主要內(nèi)容16-18
• 第二章 小型排爆機(jī)器人移動平臺總體設(shè)計與運(yùn)動姿態(tài)分析18-31
• 2.1 機(jī)器人行走系統(tǒng)總體方案設(shè)計18-22
• 2.1.1 機(jī)器人行走系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)分析18-19
• 2.1.2 典型行走方案對比19-21
• 2.1.3 機(jī)器人行走系統(tǒng)總體方案設(shè)計21-22
• 2.2 機(jī)器人行走方案性能分析22-30
• 2.2.1 典型障礙下機(jī)器人尺寸參數(shù)設(shè)計22-26
• 2.2.2 典型障礙下機(jī)器人運(yùn)動姿態(tài)分析26-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 小型排爆機(jī)器人移動平臺傳動系統(tǒng)設(shè)計與越障性能分析31-46
• 3.1 機(jī)器人移動平臺傳動系統(tǒng)總體方案設(shè)計31-32
• 3.2 機(jī)器人爬坡性能分析32-34
• 3.2.1 機(jī)器人爬坡驅(qū)動力分析32-33
• 3.2.2 機(jī)器人爬坡靜態(tài)穩(wěn)定性分析33-34
• 3.3 機(jī)器人轉(zhuǎn)向性能分析34-37
• 3.3.1 機(jī)器人轉(zhuǎn)向驅(qū)動力分析34-36
• 3.3.2 機(jī)器人轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性分析36-37
• 3.4 機(jī)器人翻越垂直障礙性能分析37-44
• 3.4.1 機(jī)器人翻越垂直障礙驅(qū)動力分析37-42
• 3.4.2 機(jī)器人翻越垂直障礙穩(wěn)定性分析42-44
• 3.5 機(jī)器人驅(qū)動源選型44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第四章 小型排爆機(jī)器人移動平臺虛擬樣機(jī)建模及運(yùn)動性能仿真46-61
• 4.1 機(jī)器人動力學(xué)仿真原理及過程介紹46-49
• 4.1.1 多體系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)理論46-47
• 4.1.2 MSC.ADAMS應(yīng)用47-49
• 4.2 小型排爆機(jī)器人虛擬樣機(jī)建模49-50
• 4.3 小型排爆機(jī)器人運(yùn)動性能仿真50-60
• 4.3.1 機(jī)器人爬坡過程仿真及結(jié)果分析50-52
• 4.3.2 機(jī)器人原地轉(zhuǎn)彎過程仿真及優(yōu)化分析52-56
• 4.3.3 機(jī)器人翻越垂直障礙過程仿真及結(jié)果分析56-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 小型排爆機(jī)器人移動平臺樣機(jī)研制及性能測試61-75
• 5.1 機(jī)器人移動平臺主體模塊框架結(jié)構(gòu)設(shè)計及靜力學(xué)分析61-65
• 5.1.1 機(jī)器人移動平臺主體模塊框架結(jié)構(gòu)設(shè)計61
• 5.1.2 有限單元法簡介及ANSYS軟件應(yīng)用61-62
• 5.1.3 機(jī)器人移動平臺主體模塊框架靜力學(xué)分析62-65
• 5.2 機(jī)器人移動平臺結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計65-69
• 5.2.1 機(jī)器人移動平臺主履帶驅(qū)動輪模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計66-67
• 5.2.2 機(jī)器人移動平臺主履帶從動輪模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計67-68
• 5.2.3 機(jī)器人移動平臺擺臂模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計68-69
• 5.3 機(jī)器人物理樣機(jī)性能測試69-74
• 5.3.1 機(jī)器人爬坡性能測試70-71
• 5.3.2 機(jī)器人原地轉(zhuǎn)向性能測試71
• 5.3.3 機(jī)器人翻越垂直障礙性能測試71-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 工作總結(jié)75-76
• 6.2 工作展望76-77
• 致謝77-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文78-79
• 參考文獻(xiàn)79-81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1072399