TOP29【毕业设计】零转角轮式机器人底座机电传动结构毕业设计说明书.doc文档免费在线阅读

控制正脉冲宽度如下正脉冲宽度为时，伺服马达反转。

正脉冲宽度为时，伺服马达正转。

正脉冲宽度为时，伺服马达回到中点。

控制系统硬件设计系统硬件电路介绍系统采用单片机为控制核心，通过红外遥控发出信号控制各个舵机有时序的左右转动，从而实现机器人的各种运动状态。

系统控制原理图如下开关电源空插槽其他移动机构相比车轮形移动机构有下列些优点能高速稳定的移动，能量利用率高，机构的控制简单，而且它可以能够借鉴日益完善的汽车技术和经验等。

它的缺点是移动只限于平面。

目前，需要机器人工作的场所，如果不器人暂时未安装的传感器功能元件等预留安装位置，以备将来功能改进与扩展。

对比绪论中各转向机构的优缺点，本文选用全方位轮式机构来设计。

全方位轮式机器人的运动包括纵向和度旋转的运动。

车轮形移动机构的特征与，如机器人的末端执行器就是工作机。

传动装置则是种实现能量传递和兼有其它作用的装置。

轮式机器人底座的研制在机器人本体时应遵循以下设计原则总体结构应容易拆卸，便于平时的实验调试和修理。

应给机工作机组成。

动力机是机器工作的能量来源，可以直接利用自然资源也称为次能源或二次能源转换为机械能，如内燃机气轮机电动机电动马达水轮机等。

工作机是机器的执行机构，用来实现机器的动力和运动能力理的选择材料和毛坯的形式设计简单合理的零件结构合理规定零件加工的公差等级以及认真考虑零件的加工工艺性和装配工艺性等。

另外要尽量采用标准化系列化和通用化的零部件。

任何种机器都有动力机传动装置和生各种可能的失效，即要求零件在强度刚度震动稳定性耐磨性和温升等方面必须满足的条件，这些条件就是判定零件工作能力的准则。

要尽量降低零件的生产成本，这要求从零件的设计和制造等多方面加以考虑。

设计时合的要求是从设计机器的要求中引申出来的，即也应从保证满足机器的使用功能要求和经济性要求两方面考虑。

要求在预定的工作期限内正常可靠的工作，从而保证机器的各种功能的正常实现。

这就要求零件在预定的寿命内不会产计的经济性体现为合理的功能定位实现使用要求的最简单的技术途径和最简单合理的结构。

对零件设计的基本要求机械零件是组成机器的基本单元，对机器的设计要求最终都是通过零件的设计来实现，所以设计零件时应满足操作使用方便工作安全可靠体积小重量轻效率高外形美观噪声低等往往也是机械设计时所要求的。

对机器经济性的要求机器的经济性体现在设计制造和使用的全过程中，在设计机器时要全面综合的进行考虑。

设的设计要求和对组成零件的设计要求两个方面，两者相互联系相互影响。

对机器整机设计的基本要求对机器使用功能方面的要求实现预定的使用功能是机械设计的最基本的要求，好的使用性能指标是设计的主要目标。

另外线垂直，则轮子主动的滚动和从动的横向滑移之间将是真正相互的轮子正常转动时，轮缘上的小滚子也将是纯滚动，如图。

图全方位移动机构仿真图传动机构设计机械设计的基本要求机械结构设计的要求，包括对机器整机器信息融合等技术，最后给出了移动机器人的系统控制方案。

哈尔滨工业大学的闫国荣，张海兵研究种新型全方位轮式移动机构，这种全方位移动机构当中的轮子与麦克纳姆轮的区别在于这种全方位轮使小滚子轴线与轮子轴辅助机构来实现平面上运动和越障运动之间转换。

哈尔滨工业大学的李瑞峰，孙笛生，刘广利等人研制的移动式作业型智能服务机器人，并对课题当中的些关键技术，如新型全方位移动机构七自由度机器人作业手臂和多传感器人提出的特殊要求，研制了可越障轮式全方位移动机构车轮组机构，该机构保证机器人可在保持姿态不变的前提下，沿壁面任意方向直线移动，或在原地任意角度旋转，同时能跨越存在于机器人运行中的障碍，不需要复杂的雷达超声传感器。

其体系结构以水平式机构为主，采用传统的感知建模规划执行算法，其直线跟踪速度达到。

避障速度达到。

上海大学研制了种全方位越障爬壁机器人，针对清洗壁面作业对机确立立项，开始了这方面的研究。

在国防科工委和国家计划的资助下，由国防科大清华大学等多所高校联合研制军用户外移动机器人，并于年月通过验收。

的车体是由跃进客车改进而成，车上有二维彩色摄像机三维激光机器人振动，同时明显减少了机器人打滑现象的发生。

图偏心万向轮图偏心万向轮的应用国内全方位移动机器人的研究现状我国在移动机器人方面的研究工作起步较晚，上世纪八十年代末，国家计划自动化领域自动机器人主题确机器人振动，同时明显减少了机器人打滑现象的发生。

图偏心万向轮图偏心万向轮的应用国内全方位移动机器人的研究现状我国在移动机器人方面的研究工作起步较晚，上世纪八十年代末，国家计划自动化领域自动机器人主题确立立项，开始了这方面的研究。

在国防科工委和国家计划的资助下，由国防科大清华大学等多所高校联合研制军用户外移动机器人，并于年月通过验收。

的车体是由跃进客车改进而成，车上有二维彩色摄像机三维激光雷达超声传感器。

其体系结构以水平式机构为主，采用传统的感知建模规划执行算法，其直线跟踪速度达到。

避障速度达到。

上海大学研制了种全方位越障爬壁机器人，针对清洗壁面作业对机器人提出的特殊要求，研制了可越障轮式全方位移动机构车轮组机构，该机构保证机器人可在保持姿态不变的前提下，沿壁面任意方向直线移动，或在原地任意角度旋转，同时能跨越存在于机器人运行中的障碍，不需要复杂的辅助机构来实现平面上运动和越障运动之间转换。

哈尔滨工业大学的李瑞峰，孙笛生，刘广利等人研制的移动式作业型智能服务机器人，并对课题当中的些关键技术，如新型全方位移动机构七自由度机器人作业手臂和多传感器信息融合等技术，最后给出了移动机器人的系统控制方案。

哈尔滨工业大学的闫国荣，张海兵研究种新型全方位轮式移动机构，这种全方位移动机构当中的轮子与麦克纳姆轮的区别在于这种全方位轮使小滚子轴线与轮子轴线垂直，则轮子主动的滚动和从动的横向滑移之间将是真正相互的轮子正常转动时，轮缘上的小滚子也将是纯滚动，如图。

图全方位移动机构仿真图传动机构设计机械设计的基本要求机械结构设计的要求，包括对机器整机的设计要求和对组成零件的设计要求两个方面，两者相互联系相互影响。

对机器整机设计的基本要求对机器使用功能方面的要求实现预定的使用功能是机械设计的最基本的要求，好的使用性能指标是设计的主要目标。

另外操作使用方便工作安全可靠体积小重量轻效率高外形美观噪声低等往往也是机械设计时所要求的。

对机器经济性的要求机器的经济性体现在设计制造和使用的全过程中，在设计机器时要全面综合的进行考虑。

设计的经济性体现为合理的功能定位实现使用要求的最简单的技术途径和最简单合理的结构。

对零件设计的基本要求机械零件是组成机器的基本单元，对机器的设计要求最终都是通过零件的设计来实现，所以设计零件时应满足的要求是从设计机器的要求中引申出来的，即也应从保证满足机器的使用功能要求和经济性要求两方面考虑。

要求在预定的工作期限内正常可靠的工作，从而保证机器的各种功能的正常实现。

这就要求零件在预定的寿命内不会产生各种可能的失效，即要求零件在强度刚度震动稳定性耐磨性和温升等方面必须满足的条件，这些条件就是判定零件工作能力的准则。

要尽量降低零件的生产成本，这要求从零件的设计和制造等多方面加以考虑。

设计时合理的选择材料和毛坯的形式设计简单合理的零件结构合理规定零件加工的公差等级以及认真考虑零件的加工工艺性和装配工艺性等。

另外要尽量采用标准化系列化和通用化的零部件。

任何种机器都有动力机传动装置和工作机组成。

动力机是机器工作的能量来源，可以直接利用自然资源也称为次能源或二次能源转换为机械能，如内燃机气轮机电动机电动马达水轮机等。

工作机是机器的执行机构，用来实现机器的动力和运动能力，如机器人的末端执行器就是工作机。

传动装置则是种实现能量传递和兼有其它作用的装置。

轮式机器人底座的研制在机器人本体时应遵循以下设计原则总体结构应容易拆卸，便于平时的实验调试和修理。

应给机器人暂时未安装的传感器功能元件等预留安装位置，以备将来功能改进与扩展。

对比绪论中各转向机构的优缺点，本文选用全方位轮式机构来设计。

全方位轮式机器人的运动包括纵向和度旋转的运动。

车轮形移动机构的特征与其他移动机构相比车轮形移动机构有下列些优点能高速稳定的移动，能量利用率高，机构的控制简单，而且它可以能够借鉴日益完善的汽车技术和经验等。

它的缺点是移动只限于平面。

目前，需要机器人工作的场所，如果不考虑特殊环境和山地等自然环境，几乎都是人工建造的平地。

所以在这个意义上车轮形移动机构的利用价值可以说是非常高的。

图是全方位轮式移动机构的示意图。

轮式移动机构预期设计要求实现零半径回转，便于控制。

车轮的旋转和转向是控制的，全方位移动机器人采用前后轮成对驱动来控制转向，以及控制每轮旋转来实现全方位移动。

图全方位轮式移动机构示意图轮式机器人底座旋转机构设计在车轮旋转机构设计过程中，主要考虑了以下模型，如图所示。

由图可以看出，模型结构简单，但是车轮与地面接触面积小，可能产生打滑现象，且对电机轴形成个弯矩，容易对电机轴造成破坏。

模型采用电机内嵌式结构，增大了车轮与地面接触面积，减小了打滑现象，但电机固定比较困难。

综合两种模型的优缺点，设计如图，图中所示结构，将电机内嵌在车轮内部，既增大车轮与地面的接触面积，又缩短了整个结构的轴向距离。

为了保持轮子受力平衡使整个机构可以平稳运动，将轮子设计为两个组来实现。

图旋转部分结构图采用了个深沟球轴承作为径向支承，方面避免了车轮对电机产生弯矩另方面保证了车轮的刚度。

轴承外圈与车轮内表面配合，由于内圈并不能与电机直接配合，设计了个电机壳结构，作电机和轴承的连接。

图旋转部分示意图图旋转部分机构图车轮旋转部分的具体结构分为五个部分两个轴承由弹性挡圈和电机壳轴肩轴向定位通过电机壳外表面径向定位通过电机轴外表面径向定位。

此外，