本文關(guān)鍵詞：地面移動(dòng)偵查機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在以人為本的觀念愈發(fā)深入人心的今天,無(wú)論是警用偵察,還是軍用作戰(zhàn),無(wú)人化移動(dòng)平臺(tái)必將會(huì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)任務(wù)執(zhí)行方式,謹(jǐn)防危險(xiǎn)的發(fā)生。警察或戰(zhàn)士在執(zhí)行危險(xiǎn)任務(wù)時(shí),往往囿于自身生理和心理的局限,不能完全滿足執(zhí)行任務(wù)的需求。地面移動(dòng)偵查機(jī)器人,主要用于代替人到不能去或不適宜去的危險(xiǎn)環(huán)境中,進(jìn)行偵察、排除和處理危險(xiǎn)物的地面無(wú)人車輛。機(jī)器人平臺(tái)化的設(shè)計(jì)理念,可以使機(jī)器人成為負(fù)重機(jī)器人、偵察機(jī)器人、排爆機(jī)器人、武裝打擊機(jī)器人。本項(xiàng)目研究的履帶式機(jī)器人以及機(jī)械手臂,為類似地面移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)研發(fā)提供了理論依據(jù)和實(shí)踐借鑒。針對(duì)所設(shè)計(jì)的地面移動(dòng)偵查機(jī)器人,本項(xiàng)目展開(kāi)了一系列的研究工作,主要包括:1)設(shè)計(jì)參數(shù)擬定。研究國(guó)內(nèi)外特種地面移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀,并進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研,根據(jù)廣大民警戰(zhàn)士的實(shí)際需求,擬定機(jī)器人的設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)。2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電機(jī)匹配。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù),對(duì)機(jī)器人的整體以及各模塊進(jìn)行構(gòu)形分析,按模塊地逐步進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電機(jī)選型。3)行進(jìn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究。對(duì)機(jī)器人攀越臺(tái)階、攀爬斜坡、跨越壕溝和平地轉(zhuǎn)向幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模,并求解分析。4)行駛平穩(wěn)性研究。建立三維路面模型和動(dòng)力學(xué)模型,分析行駛姿態(tài)、速度、路面狀況對(duì)旋轉(zhuǎn)功能臺(tái)的振動(dòng)影響,并分析軟性路面上轉(zhuǎn)向的特性。5)機(jī)械手臂設(shè)計(jì)研究。先由整體設(shè)計(jì)、構(gòu)形分析,到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電機(jī)選型,再對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。最后,針對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)研究,提出進(jìn)一步改進(jìn)的建議,并對(duì)地面移動(dòng)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展作出展望。
【關(guān)鍵詞】：偵查機(jī)器人 機(jī)械設(shè)計(jì) 動(dòng)力學(xué)分析 平穩(wěn)性分析 機(jī)械手臂
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 課題研究目的與意義10-11
• 1.3 特種地面移動(dòng)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究概況11-17
• 1.3.1 國(guó)外特種地面移動(dòng)機(jī)器人研究概況11-16
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)特種地面移動(dòng)機(jī)器人研究概況16-17
• 1.4 論文的主要工作及內(nèi)容安排17-19
• 2 偵查移動(dòng)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)19-27
• 2.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)與系統(tǒng)分析19-25
• 2.1.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)19-20
• 2.1.2 系統(tǒng)分析20-25
• 2.2 系統(tǒng)組成與布局25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 3 偵查機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)與電機(jī)匹配27-37
• 3.1 履帶底盤設(shè)計(jì)27-29
• 3.1.1 行駛系統(tǒng)總體布局27
• 3.1.2 行駛系統(tǒng)傳動(dòng)設(shè)計(jì)27-29
• 3.2 旋轉(zhuǎn)功能臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)29
• 3.3 機(jī)械手臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-30
• 3.4 電機(jī)與減速器的選型匹配研究30-36
• 3.4.1 行駛運(yùn)動(dòng)電機(jī)與減速器的選型匹配研究30-33
• 3.4.2 翻轉(zhuǎn)臂減速電機(jī)與減速器的選型匹配研究33-36
• 3.4.3 支撐桿減速電機(jī)與功能臺(tái)減速電機(jī)的選型匹配研究36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 移動(dòng)機(jī)器人行進(jìn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析37-58
• 4.1 機(jī)器人的質(zhì)心分布37-41
• 4.1.1 旋轉(zhuǎn)功能臺(tái)在主車體位置時(shí)的質(zhì)心分布39-40
• 4.1.2 旋轉(zhuǎn)功能臺(tái)在翻轉(zhuǎn)臂位置時(shí)的質(zhì)心分布40-41
• 4.2 機(jī)器人攀越臺(tái)階動(dòng)力學(xué)分析41-45
• 4.2.1 機(jī)器人正向攀越臺(tái)階41-43
• 4.2.2 機(jī)器人反向攀越臺(tái)階43-45
• 4.3 機(jī)器人攀爬斜坡動(dòng)力學(xué)分析45-46
• 4.4 機(jī)器人跨越壕溝動(dòng)力學(xué)分析46-47
• 4.5 機(jī)器人轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)分析47-57
• 4.5.1 牽引平衡和力矩平衡48-49
• 4.5.2 轉(zhuǎn)向阻力矩49-51
• 4.5.3 履帶底盤轉(zhuǎn)向行走驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算51-54
• 4.5.4 考慮重心偏移時(shí)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算54-55
• 4.5.5 轉(zhuǎn)向靈活性分析55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 5 機(jī)器人底盤行駛平穩(wěn)性仿真研究58-81
• 5.1 移動(dòng)機(jī)器人平穩(wěn)性理論基礎(chǔ)59-61
• 5.1.1 路面不平度模擬方法60
• 5.1.2 路面不平度標(biāo)準(zhǔn)60-61
• 5.2 三維路面模型建立61-63
• 5.3 移動(dòng)機(jī)器人仿真模型建立63-65
• 5.4 移動(dòng)機(jī)器人行駛過(guò)程仿真65-71
• 5.4.1 不同行駛姿態(tài)對(duì)旋轉(zhuǎn)功能臺(tái)的影響66-68
• 5.4.2 不同行駛速度對(duì)旋轉(zhuǎn)功能臺(tái)的影響68-70
• 5.4.3 不同路面狀況對(duì)旋轉(zhuǎn)功能臺(tái)的影響70-71
• 5.5 軟性路面行駛過(guò)程仿真71-80
• 5.5.1 基于Bekker理論的路面設(shè)置71-74
• 5.5.2 路面特征值和設(shè)置74-76
• 5.5.3 原地轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)仿真研究76-78
• 5.5.4 大半徑轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)仿真研究78-80
• 5.6 本章小結(jié)80-81
• 6 機(jī)械手臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)81-99
• 6.1 機(jī)械手臂總體設(shè)計(jì)81-84
• 6.1.1 構(gòu)型分析81-82
• 6.1.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析82-83
• 6.1.3 硬件系統(tǒng)分析83-84
• 6.2 電機(jī)選型84-89
• 6.2.1 手臂部分電機(jī)選型85-86
• 6.2.2 手爪電機(jī)的選取86-89
• 6.3 機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析89-98
• 6.3.1 建立數(shù)學(xué)模型89-92
• 6.3.2 正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析92-94
• 6.3.3 運(yùn)動(dòng)仿真模型建立94-95
• 6.3.4 手臂末端極限軌跡分析95-97
• 6.3.5 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析97-98
• 6.4 本章小結(jié)98-99
• 7 總結(jié)與展望99-101
• 7.1 全文總結(jié)99-100
• 7.2 工作展望100-101
• 參考文獻(xiàn)101-104
• 致謝104-105
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果105-106

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 白亮亮;平雪良;陳盛龍;蔣毅;;分布式移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2015年10期

2 饒偉;王建中;施家棟;;履帶式移動(dòng)機(jī)器人的轉(zhuǎn)向特性[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年07期

3 羅自榮;尚建忠;張志雄;;A reconfigurable tracked mobile robot based on four-linkage mechanism[J];Journal of Central South University;2013年01期

4 馬星國(guó);陳媛媛;劉興婷;尤小梅;樊剛強(qiáng);;基于多體動(dòng)力學(xué)仿真的履帶車輛轉(zhuǎn)向性能分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2012年06期

5 李陽(yáng);成凱;任鵬;;基于RecurDyn的鉸接式履帶車輛爬坡性能分析[J];煤礦機(jī)械;2011年07期

6 趙亮亮;馬振書(shū);杜峰坡;來(lái)升;;基于ADAMS的危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)械手工作軌跡分析[J];機(jī)械與電子;2011年01期

7 李允旺;葛世榮;朱華;劉建;;四履帶雙擺臂機(jī)器人越障機(jī)理及越障能力[J];機(jī)器人;2010年02期

8 毛立民;于海濤;;基于RecurDyn的四履帶足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真[J];微計(jì)算機(jī)信息;2009年35期

9 申如意;;基于ADAMS的機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)的仿真分析及優(yōu)化[J];機(jī)械;2009年09期

10 李金恒;肖慧;胡志華;;基于ADAMS的機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)仿真分析[J];機(jī)床與液壓;2009年08期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 蔣華劍;地面武裝偵察機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)分析[D];中北大學(xué);2015年

2 郭蕾;電解銅機(jī)械手設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析[D];重慶理工大學(xué);2013年

3 劉艷松;小型地面移動(dòng)偵察機(jī)器人設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2012年

4 段璽;一種移動(dòng)偵察機(jī)器人平臺(tái)機(jī)械設(shè)計(jì)及仿真分析[D];北京郵電大學(xué);2010年

5 馬江;六自由度機(jī)械臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真[D];北京工業(yè)大學(xué);2009年

6 鞠成超;重型商用車行駛平順性分析與優(yōu)化[D];湖南大學(xué);2009年

7 劉鑫;多自由度機(jī)械手臂魯棒控制技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2008年

8 黃t熻

本文編號(hào)：275599