26【毕业设计】核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析文档

摆臂履带摆动的传动顺序为编码器驱动电机蜗轮蜗杆减速器摆臂轴。

四机构的选择与计算由前几章的分析和有关数据，本章对其中几个主要结构进行选择和详细计算。

材料的选择选择机器人本体材料应从机器人的性能要求出发，满足机器人的设计和制作要求。

机器人本体用来支承连接固定机器人的各部分，当然也包括机器人的运动部分，这点与般机械结构特性相同。

机器人本体所用的材料也是结构材料，但另方面，机器人本体又不单是固定构件，比如机器人转臂是运动的，机器人整体也是运动的。

所以，机器人运动部分材料质量应轻。

精密机器人对于机器人的刚度有定的要求，即对材料的刚度要求。

刚度设计时要考虑静刚度和动刚度，既要考虑振动问题。

从材料角度来看，控制振动涉及减轻重量和抑制振动两方面，其本质就是材料内部的能量损耗和刚度问题，它与材料的抗振性紧紧相关。

先进，是否可行核算经济上的成本明确机器人应用的领域，实现什么样的功能。

明确机器人的设计要求确定工艺过程动作要求和有关参数，并对机器人的工作环境进行分析。

明确功能性能指标和技术参数了解国技术指标的同时，考虑用材合理制造安装便捷价格低以及可靠性高等问题。

机器人的机械设计可以从下四个方面考虑机器人的应用和可行性研究现有同类机器人的产品性能和特点，进行可行性调查，论证技术上是否是本次机器人系统设计的基础，整机机械结构驱动方式和传动机构等都会直接影响机器人的运动和动力性能。

然而，核环境机器人机构设计除了需要满足系统的技术性能外，还需要满足经济性要求，即必须在满足机器人的预期通标准楼梯转向能力零半径防护能力防尘防核辐射，抗冲击续航能力小时以上三核环境机器人总体结构设计核环境机器人具有机电体化的特点，它在结构紧凑性灵巧性以及特殊性方面比般机械设计有更高的要求。

结构设计添加焊接切除钻孔等附属功能模块。

此外，核环境机器人还需具有控制模块通讯模块等。

技术要求结构指标自重载荷结构尺寸机动指标正常速度最大速度最大爬坡角度楼梯通过能力能通过普器人具备套能够使机器人全面探测环境的传感器系统，包括温度压力放射线传感器等实现在线维修拆除和更换零部件功能时，即作业型机器人，应当具备操作准确可靠结构简单可远程操控的机械臂，另外根据需要震生命迹象检测仪器以实现在地震引起核辐射情况下进行搜救被困人员的功能由以上核工业机器人所需实现的功能可知，核工业机器人须具备相应的功能模块。

如实现实时检测监督预防事故发生功能时，即观察型机器人，需要机等提供在线实时检查监督和在线维修，降低工作人员事故放射线照射水平，减少工厂停工时间，节省昂贵的替代电力核环境机器人还需具有操作机构更换功能，能适应除核电厂以外其它核环境下的作业需求，如安装地核电厂热室中设备操作核设施燃料后处理设备操作拆除和更换各种核设备的零部件高放射性样品处理和运输及核电站中部件检查和修理核设施的事故和退役处理，包括放射性去污器材拆除减容包装和搬运场景应用于核电厂的设备安装更换维护巡检故障抢修废堆处理等工作以及其它产生核辐射危害的灾害现场救援抢险等工作。

核环境机器人功能确定由核环境下机器人的应用场景可知核环境机器人需要具备以下功能进行射区域进行放射线数据检测维护设备事故处理以及人员救助或者处理辐射物质等工作，从而使作业人员远离核辐射区域以避免受到辐射危害，减少人员伤亡和经济损失。

二核环境机器人功能要求和技术要求核环境机器人应用研究选用合适的核防护措施是保证机器人能够正常工作的关键。

研究意义通过研究种具有较强通过性以及越障能力的可防核辐射危害的机器人，并使其具有可操纵的执行机构，以实现在远距离操控的前提下控制机器人进入核辐辐射照射下具有足够的工作寿命，这是此次研究的关键部分。

如果机器人不具有足够的核防护能力，那么当机器人进入核辐射区域之后，核辐射会影响机器人内部的电子元件以及控制系统等，从而使机器人失去工作能力。

因此进而进行优化设计。

越障能力分析是分析和检验机器人是否满足具有较强的越障能力，是否具有较强的通过性以适应在较差的地形环境下工作而不会抛锚。

另外，由于所设计的机器人需在核辐射环境下工作，如何使机器人在核三维建模越障分析及核防护措施是此次研究的主要内容。

核机器人的机械结构设计是此次设计的基础，合理的机械结构设计可以满足设计要求，提高机器人的性能。

通过对机器人进行三维建模可以直观的了解机器人的结构设计力强。

可以保证其在核环境下的生存能力适应能力强。

可以在恶劣的环境中作业结构紧凑轻巧。

降低了机器人的移动重心，保证了机器人的移动稳定性，另外重量轻便于携带。

其中，核环境机器人的机械结构设计能力。

综上所述，核环境下机器人要完成既定任务应具体有以下几方面需求移动灵活敏捷。

可在城市或野外等路面以较高的速度移动，转向灵活避障能力强。

可以通过般障碍，攀爬标准楼梯等防核辐射能力能力。

综上所述，核环境下机器人要完成既定任务应具体有以下几方面需求移动灵活敏捷。

可在城市或野外等路面以较高的速度移动，转向灵活避障能力强。

可以通过般障碍，攀爬标准楼梯等防核辐射能力强。

可以保证其在核环境下的生存能力适应能力强。

可以在恶劣的环境中作业结构紧凑轻巧。

降低了机器人的移动重心，保证了机器人的移动稳定性，另外重量轻便于携带。

其中，核环境机器人的机械结构设计三维建模越障分析及核防护措施是此次研究的主要内容。

核机器人的机械结构设计是此次设计的基础，合理的机械结构设计可以满足设计要求，提高机器人的性能。

通过对机器人进行三维建模可以直观的了解机器人的结构设计，进而进行优化设计。

越障能力分析是分析和检验机器人是否满足具有较强的越障能力，是否具有较强的通过性以适应在较差的地形环境下工作而不会抛锚。

另外，由于所设计的机器人需在核辐射环境下工作，如何使机器人在核辐射照射下具有足够的工作寿命，这是此次研究的关键部分。

如果机器人不具有足够的核防护能力，那么当机器人进入核辐射区域之后，核辐射会影响机器人内部的电子元件以及控制系统等，从而使机器人失去工作能力。

因此，研究选用合适的核防护措施是保证机器人能够正常工作的关键。

研究意义通过研究种具有较强通过性以及越障能力的可防核辐射危害的机器人，并使其具有可操纵的执行机构，以实现在远距离操控的前提下控制机器人进入核辐射区域进行放射线数据检测维护设备事故处理以及人员救助或者处理辐射物质等工作，从而使作业人员远离核辐射区域以避免受到辐射危害，减少人员伤亡和经济损失。

二核环境机器人功能要求和技术要求核环境机器人应用场景应用于核电厂的设备安装更换维护巡检故障抢修废堆处理等工作以及其它产生核辐射危害的灾害现场救援抢险等工作。

核环境机器人功能确定由核环境下机器人的应用场景可知核环境机器人需要具备以下功能进行核电厂热室中设备操作核设施燃料后处理设备操作拆除和更换各种核设备的零部件高放射性样品处理和运输及核电站中部件检查和修理核设施的事故和退役处理，包括放射性去污器材拆除减容包装和搬运等提供在线实时检查监督和在线维修，降低工作人员事故放射线照射水平，减少工厂停工时间，节省昂贵的替代电力核环境机器人还需具有操作机构更换功能，能适应除核电厂以外其它核环境下的作业需求，如安装地震生命迹象检测仪器以实现在地震引起核辐射情况下进行搜救被困人员的功能由以上核工业机器人所需实现的功能可知，核工业机器人须具备相应的功能模块。

如实现实时检测监督预防事故发生功能时，即观察型机器人，需要机器人具备套能够使机器人全面探测环境的传感器系统，包括温度压力放射线传感器等实现在线维修拆除和更换零部件功能时，即作业型机器人，应当具备操作准确可靠结构简单可远程操控的机械臂，另外根据需要添加焊接切除钻孔等附属功能模块。

此外，核环境机器人还需具有控制模块通讯模块等。

技术要求结构指标自重载荷结构尺寸机动指标正常速度最大速度最大爬坡角度楼梯通过能力能通过普通标准楼梯转向能力零半径防护能力防尘防核辐射，抗冲击续航能力小时以上三核环境机器人总体结构设计核环境机器人具有机电体化的特点，它在结构紧凑性灵巧性以及特殊性方面比般机械设计有更高的要求。

结构设计是本次机器人系统设计的基础，整机机械结构驱动方式和传动机构等都会直接影响机器人的运动和动力性能。

然而，核环境机器人机构设计除了需要满足系统的技术性能外，还需要满足经济性要求，即必须在满足机器人的预期技术指标的同时，考虑用材合理制造安装便捷价格低以及可靠性高等问题。

机器人的机械设计可以从下四个方面考虑机器人的应用和可行性研究现有同类机器人的产品性能和特点，进行可行性调查，论证技术上是否先进，是否可行核算经济上的成本明确机器人应用的领域，实现什么样的功能。

明确机器人的设计要求确定工艺过程动作要求和有关参数，并对机器人的工作环境进行分析。

明确功能性能指标和技术参数了解国内外同类机器人的水平和研制的技术难点，结合现有的工作条件和功能要求，明确提出设计的机器人具有的功能性能指标和技术参数。

这步至关重要，因为所有的设计都是围绕着这个中心来设计的。

方案比较初步提出若干总体设计方案，通过对工艺生产技术和价值分析选择最佳方案。

结构简述合理的机器人本体结构应当使其机械系统的工作负载与自重的比值尽可能大，结构的静动态刚度尽可能高，并尽量提高系统的固有频率和改善系统的动态性能。

所设计的机器人主要由行走机构操作机构传动机构和箱体所组成。

核环境机器人需要实现远程操控技术，代替工作人员进入到核辐射区域进行事故处理与救援，因此机器人需要具备操作机构。

核机器人的操作机构般主要包括基座机械臂末端执行模块，可实现多自由度运动。

以往所开发的应用于核电厂的机器人大都只是固定的可操作机械手或搬运车，灵活性差，因此此次研究的核机器人