自主式移动机器人设计+CAD图纸(3)
时间:2018-05-13 09:10 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
目标尺寸：φ50~φ100mm 目标质量：不大于2kg 2.1.3 设计的技术要求（论文的研究要求） 针对能够自动进行路径和障碍识别，并能完成特定目标的搜寻和抓取的小型机器人的研究现状进行分析设计、系统总体方案设计、机械结构设计、驱动控制系统设计。 2.2 解决问题的方法、手段和措施 2.2.1 移动机器人行驶机构研究 移动机器人其行驶机构的形式层出不穷，美国、俄罗斯、法国和日本等西方发达国家己经研制出了多种复杂奇特的三文行驶机构，有的己经进入了实用化和商业化阶段。 由于我国的市场要求较小，所以现在只有一些零星的研究工作。面对21世纪深空探测的挑战，对各种自主系统的研制是急需的，也是必要的，而行驶机构又是自主移动机器人系统最基本与最关键的环节。己经出现的行驶机构主要有履带式、腿式和轮式。 (1) 履带式 履带式行驶机构最早出现在坦克和装甲车上，后来出现在某些地面行驶的机 器人上，它具有良好的稳定性能、越障性能和较长的使用寿命，适合在崎岖的地面上行驶，履带式行驶机构曾被认为是替代轮式结构的一种很好的选择。但是，其沉重的履带和繁多的驱动轮使得整体机构笨重不堪，消耗的功率也相对较大。 (2) 腿式 腿式行驶机构因其出色的越野能力，曾经得到过机器人专家的广泛重视，在其开发和研制上投入了大量的时间和精力，也取得了较大的成果。从移动的方式上来看，腿式移动机器人可以分为两种：动态行走机器人和静态行走机器人，也可根据腿的数量进行分类。腿式机器人特别是优尔腿机器人有较强的越野能力，但结构比较复杂，而且行走速度较慢。 (3) 轮式 轮式机器人具有运动速度快的优点，只是越野性能不太强。但随着各种各样轮子底盘的出现，并可以和腿式机器人相媲美，于是人们对移动机器人行驶机构研究的重心转移到轮式机构上来。在移动机器人行驶机构的研究方面，很难再找到开发腿式结构的了，几乎都在进行轮式结构的研究。 轮式机器人适合于条件较好的路面。轮式移动机构运动平稳，自动操纵简单，最适合平地行走，在无人工厂中，常用来搬运零部件或做其他工作，应用最广泛。所以本课题采用轮式。 普通的轮式移动机构一般有三个轮、四个轮或优尔个轮，其转向装置的结构通常有两种方式： ①铰轴转向式：转向轮装在转向铰轴上，转向电机通过减速器和机械连杆机构控制铰轴，从而控制转向轮的转向。 ②差速转向式：在轮式移动机器人中，差动转向式控制较复杂，但精度较高，在机器人的左、右轮上分别装上两个独立的驱动电机，通过控制左右轮的速度比实现车体的转向，在这种情况下，非驱动轮应为自由轮。 四轮的稳定性好，承载能力较大，但结构较复杂。三轮移动机构结构最简单，控制最方便。三点确定一个平面，三轮支撑理论上是稳定的，采用三轮移动机构的机器人来说，重心都比较低，载荷稳定且中心位置基本不发生变化，所以三轮移动机构能满足要求。前轮为转向轮(舵轮),由一驱动电机驱动，后两轮为驱动轮，固定不可转向，后两轮也是由一驱动电机驱动，结构如图2.1。 2.1 移动机器人的行驶机构简图 (责任编辑：qin) |