履带机器人驱动机构和关节机构设计说明书.doc

湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计（ 论 文 ）题目履带机器人驱动机构及关节机构设计作者刘丁丁学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号1103010310指导教师尹何迟二〇一五年 五月 二十五日文档可自由编辑打印湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书 机电工程学院 院 机械制造 系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 2015 年 1 月 15 日学生姓名: 刘丁丁 学号: 1103010310 专业: 机械设计制造及其自动化 1 设计（论文）题目及专题： 履带机器人驱动机构及关节机构设计 2 学生设计（论文）时间：自2015 年 3月 1 日开始至 2015 年 5 月 29日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：(1） 履带机器人零件图；(2） 机械制造手册和电机工程手册4 设计（论文）应完成的主要内容：（1） 机器人总装图，减速器装配图，行星架零件图，输出轴零件图；（2） 设计说明书。

5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：（1）装配图和部分零件图，不少于折合0号图2.5张；（2）设计说明书正文不少于40页6 发题时间： 2015 年 3 月 15 日指导教师： （签名）学 生： （签名）湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）指导人评语[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]指导人： （签名）年 月 日 指导人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人： （签名）年 月 日 评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）答辩记录日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书 共 页2 设计（论文）图 纸 共 页3 指导人、评阅人评语 共 页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任： （签名）委员： （签名）（签名）（签名）（签名） 答辩成绩： 总评成绩： 摘 要煤矿灾害尤其是瓦斯煤尘爆炸事故发生后,矿井环境十分复杂,井下因灾受伤人员面临极其危险的状况,需尽快地转移与救护；而救援工作异常困难和危险,往往在救援工作中造成救护人员的伤亡。

研发代替或部分代替救护人员及时、快速深入矿井灾区进行环境探测和搜救工作的救灾机器人具有极其重要的意义本论文研究工作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，以能够适应在恶劣环境和复杂路况下工作通过在移动系统上加载不同的模块，能够实现搜救机器人不同的使用功能本研究所设计的搜救机器人移动方案是履带式驱动结构该方案采用模块化设计，便于拆卸维修，可以分段自适应复杂路面，并可主动控制两侧翼板模块的转动来调节机器人姿态变化，辅助爬坡、越障和跨沟；机器人经过合理的结构布局和设计后具有良好的环境适应能力、机动能力并能抵抗一定高度的掉落冲击所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、翼板转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构，本论文对上述各部分方案分别进行论证、结构设计计算、3D建模，并设计了搜救机器人虚拟样机关键词：搜救机器人；复合移动机构；模块化设计ABSTRACTCoal mine disasters,especially gas and coal dust explosion, mine environment is very complex and wounded tolls mine face extremely dangerous conditions,be transferred as soon as possible and rescue.and rescue work extremely difficult and dangerous, often resulting in the rescue work in the ambulance casualties.R & D to replace or partially replace the ambulance personnel in a timely manner, quick in-depth environmental exploration and mine disaster relief robot search and rescue work is extremely important. The purpose of this thesis is to design novel structure, its unique portable,shock intelligently tracked mobile robot, in order to be able to adapt to the harsh environment and the complicated road to work.Mobile systems loaded by different modules, search and rescue robots can be achieved using different functions. This resoarch is moving search and rescue robot crawler.The program is modular in design, easy disassembly maintenance, can be complex adaptive sub-surface, active control can turn on both sides of flange module to adjust the robot pose changes, supporting climbing,obstacle and cross-channel.The design of the robot moving mechanism mainly consists of four components. Active wheel reducer drive mechanism, flange rotation institutions, adaptive road implementing agencies, sports organizations track and track wheels, part of the paper on the above programs were carried out feasibility studies, structural designcalculation, 3D modeling , and design a rescue robot prototype.Keywords: search and rescue robots; composite mobile body; modular design 目 录第一章 前 言 1第二章 绪 论 22.1 课题研究背景及意义 22.1.1 课题研究背景 22.1.2 课题研究意义 22.2 国内外的研究概况 32.2.1 国外研究现状 32.2.2 国内研究现状 52.2.3 发展趋势 5第三章 履带搜救机器人的总体结构方案设计 63.1 井下复杂环境对救灾机器人的要求 63.2 典型移动机构方案论证分析 63.2.1 轮式移动机构特点 63.2.2 腿式移动机构特点 73.2.3 履带式移动机构特点 83.2.4 履、腿式移动机构特点 93.2.5 轮、履、腿式移动机构性能比较 93.3 本研究采用的行走机构 93.4 救灾机器人性能指标与设计 103.5 本章小结 11第四章 矿用履带搜救机器人运动参数设计计算 124.1机器人越障分析 124.1.1机器人跨越台阶 124.1.2跨越沟槽 134.2斜坡运动分析 144.3 本章小结 14第五章 机器人移动平台机械设计 165.1驱动电机的选则 165.1.1基于平地的最大速度的电机功率计算 165.1.2爬坡最大坡度的驱动电机功率计算 165.2 本章小结 17第六章 驱动轮减速器设计 196.1减速器方案分析 196.1.1减速器应满足的要求 196.1.2 减速器方案分析 196.2 减速器的设计计算 206.2.1减速器的传动方案分析 206.2.2配齿计算 206.2.3初步计算齿轮的主要参数 216.2.4装配条件的计算 246.2.5高速级齿轮强度的验算 256.2.6 轴的设计及校核 326.3 本章小结 35第七章 移动机构履带及翼板部分设计 367.1履带的选择 367.1.1 确定带的型号和节距 367.1.2确定主从动轮直径 377.1.3确定节线长度和带宽 377.2 翼板部。