發(fā)布時間：2022-11-11 17:35

　　近年來,全地形移動機器人在戶外探測領域應用越來越廣泛,引起了國際上廣泛的研究與關注。目前,對于全地形移動機器人的研究,大多數(shù)關注其控制系統(tǒng),而對機械結(jié)構(gòu)特別是機器人的懸架機構(gòu)的研究少之又少。本文設計一款帶有獨立懸架減振機構(gòu)的全地形移動機器人,建立其運動學和動力學模型,研制了實物樣機,針對不同路況測試整車動態(tài)特性,驗證了懸架減振機構(gòu)設計的合理性。本文具體研究內(nèi)容如下:（1）機器人結(jié)構(gòu)設計。針對全地形移動機器人的應用場景,設計一款具有獨立懸架減振機構(gòu)的移動機器人,該懸架減振機構(gòu)具有很好的可調(diào)節(jié)性,通過調(diào)節(jié)機構(gòu),可以方便地設定減振器初始預緊力;利用有限元法分析了機器人關鍵零部件機械強度,分析結(jié)果表明,使用鋁合金材料制造車身零部件,滿足機械強度要求,符合輕量化設計目標;針對不同運行場景,計算了機器人驅(qū)動機構(gòu)進行動力參數(shù),確定了運動所需最大扭矩,完成電機與減速器的選型。（2）運動學與動力學分析。建立全地形移動機器人運動學與動力學模型,分析機器人轉(zhuǎn)向時車身姿態(tài)變化;利用拉格朗日法分析了懸架系統(tǒng)動力學特性,確定影響懸架機構(gòu)減振性能的主要因素,得出彈簧剛度與機器人減振性能之間的變化關系。（3）仿真分析... 

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 論文研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 虛擬樣機仿真技術
    1.4 課題來源
    1.5 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 全地形移動機器人整體結(jié)構(gòu)設計
    2.1 移動機器人的整體功能需求
    2.2 移動機器人的設計方案研究
    2.3 移動機器人輪胎樣式選型與尺寸設計
        2.3.1 機器人輪子樣式的選型
        2.3.2 機器人輪胎數(shù)量的確定
        2.3.3 輪胎尺寸的確定
    2.4 移動機器人電機減速器安裝方式與最大爬坡角的確定
        2.4.1 電機減速器安裝形式的確定
        2.4.2 最大爬坡角的確定
    2.5 驅(qū)動動力系統(tǒng)的設計
        2.5.1 電機最大扭矩計算
        2.5.2 電機減速器選型
    2.6 全地形移動機器人獨立懸架減振機構(gòu)設計與整車建模
        2.6.1 懸架減振機構(gòu)設計
        2.6.2 全地形移動機器人整車建模
    2.7 關鍵零部件的有限元分析
        2.7.1 車輪安裝架靜力學分析
        2.7.2 車身橫架靜力學分析
    2.8 本章小結(jié)
第3章 全地形移動機器人運動學與動力學分析
    3.1 全地形移動機器人轉(zhuǎn)向運動學分析
        3.1.1 同向轉(zhuǎn)向運動學分析
        3.1.2 異向轉(zhuǎn)向運動學分析
    3.2 全地形移動機器人動力學分析
        3.2.1 同向轉(zhuǎn)向動力學分析
        3.2.2 異向轉(zhuǎn)向動力學分析
    3.3 全地形移動機器人懸架減振機構(gòu)動力學分析
        3.3.1 四分之一懸架減振系統(tǒng)動力學分析
        3.3.2 半車懸架減振系統(tǒng)動力學分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 全地形移動機器人仿真實驗分析
    4.1 虛擬樣機的建立
    4.2 獨立懸架減振機構(gòu)動力學仿真
        4.2.1 減振器彈簧剛度系數(shù)范圍確定
        4.2.2 減振器阻尼系數(shù)范圍確定
    4.3 車身自轉(zhuǎn)動力學分析
    4.4 不同路面動力學仿真
        4.4.1 平坦路面仿真
        4.4.2 坑洼路面仿真
    4.5 本章小結(jié)
第5章 全地形移動機器人實測路況實驗研究
    5.1 實驗樣機的試制
    5.2 實驗平臺與測量工具
    5.3 全地形移動機器人不同路面振動實驗分析
        5.3.1 泊油路面移動機器人振動實驗分析
        5.3.2 水泥路面移動機器人振動實驗分析
        5.3.3 草地路面移動機器人振動實驗分析
        5.3.4 鵝卵石路面移動機器人振動試驗分析
    5.4 電機負載實驗研究
        5.4.1 車身原地掉頭動力實驗分析
        5.4.2 車身直行時動力實驗分析
        5.4.3 車身轉(zhuǎn)彎動力實驗分析
        5.4.4 車身爬坡動力實驗分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間獲得學術成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]主動懸架輪腿式全地形移動機器人俯仰姿態(tài)閉環(huán)控制[J]. 馬芳武,倪利偉,吳量,聶家弘.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2018(20)
[2]四輪移動機器人運動各向相異性研究[J]. 周衛(wèi)華.  機電工程. 2018(06)
[3]汽車空氣懸架技術特征[J]. 任小龍,龍建,付貽瑋.  汽車實用技術. 2017(19)
[4]機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及應用前景[J]. 周海,葉兵.  裝備制造技術. 2017(09)
[5]汽車座椅的動態(tài)特性優(yōu)化設計[J]. 王毅,崔萍萍.  汽車實用技術. 2017(17)
[6]兩輪自平衡機器人轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性優(yōu)化研究[J]. 戴福全,李濟澤,朱悅涵,阮玉鎮(zhèn).  機械設計與制造. 2017(04)
[7]四輪全向移動機器人轉(zhuǎn)彎半徑的研究[J]. 張皓.  價值工程. 2017(09)
[8]基于SolidWorks和ADAMS的齒輪傳動裝置建模與仿真方法[J]. 張晨,崔彧青.  機械工程師. 2017(02)
[9]六輪全地形移動機器人越障性能分析與仿真[J]. 王超星,王殿君,陳亞,劉占民,相臣.  制造業(yè)自動化. 2016(12)
[10]接觸輪變形對機器人砂帶磨削深度的影響[J]. 劉斐,王偉,王雷,王剛,贠超.  機械工程學報. 2017(05)

博士論文
[1]時滯最優(yōu)控制及其在輪式倒立擺中的應用[D]. 周宇生.南京航空航天大學 2016
[2]可變形六足仿生機器人運動分析與控制研究[D]. 于常娟.河北工業(yè)大學 2016
[3]機電一體化產(chǎn)品虛擬樣機協(xié)同建模與仿真技術研究[D]. 寧芊.四川大學 2006

碩士論文
[1]全地形輪式移動機器人設計與性能分析[D]. 王奉晨.西南交通大學 2018
[2]四輪輪轂電機電動汽車驅(qū)動力矩分配研究[D]. 李一君.太原理工大學 2018
[3]雙電混合電動汽車電池動力性能測試方法和裝置的研究[D]. 董偉玲.北京化工大學 2017
[4]全向移動機器人懸架系統(tǒng)設計及試驗研究[D]. 方春富.東南大學 2017
[5]全地形移動機器人機械結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設計[D]. 王超星.北京化工大學 2017
[6]復合式連桿越障偵測機器人研究[D]. 黃結(jié).西南大學 2017
[7]六輪足復合式移動機器人的設計與研究[D]. 董瑩.北京交通大學 2017
[8]可變形移動機器人的運動控制與應用[D]. 趙航.沈陽理工大學 2017
[9]變形輪移動機器人的設計與研究[D]. 王丹.北京交通大學 2016
[10]考慮動態(tài)峰值力的客車車身骨架輕量化研究[D]. 劉高君.青島大學 2016



本文編號：3705456