1、械人,设计,毕业设计,全套,图纸种爬梯机械人的设计摘要在日常生活和生产中经常要将重物搬上楼梯，传统的方法基本是靠人力搬运完成，有时由于重物太重或人手不足而无法搬运，本课题就是为克服这个难题而设计的。本论文主要对爬楼机器人星型轮的传动机构及控制系统进行详细设计。首先介绍了国内外爬楼机器人研究现状，阐明本课题研究的目的意义。然后进步介绍了本爬楼机器人总体结构。在深入分析爬楼机构及其攀爬对象的基础上，设计了相对优势较明显的轮组结构爬楼机器人。对机器人小车的运动学模型进行分析，论证小车实现任意曲线运动所包含的自转直线前进圆弧前进三个基本运动单元的可行性。引入虚拟样机技术，通过三维建模并进行模拟运动仿真。文章最后研究设计了在各种环境下，以单片机为核心的爬楼控制系统。在控制系统中。

2、表.型直流无刷电机参数型号额定功率额定电压最大转矩爬楼机器人的机构设计通过总结目前国内外现有的爬楼梯装置和专利，并结合爬楼机器人的自身的动力传输要求，本设计采用前轮驱动后轮转向的设计思路，运用蜗轮蜗杆减速机构将动力从电动机传输到车轮，下面本文就从动力的传输路径来对各机构的设计做详细介绍。机器人小车传动机构设计机器人中间主体前半部分用来布置驱前轮轮组运行的传动结构，其传动过程首先由电机提供驱动力，带动蜗杆驱动蜗轮转动，蜗轮与锥齿轮同轴相连，锥齿轮通过啮合将动力传递到前小轴，驱动轮组中心齿轮转动在上楼梯时，锁轴器工作将小轴和管轴锁紧，小车轮不再转动以防止小车轮滑移，动力通过管轴传递到三星轮，驱动其转动。机器人主体传动结构布局如图.所示。蜗轮蜗杆减速系统爬楼机器人不管是在平。

3、星齿轮组传动机构。后轮轮组的两层小车轮通过螺栓固连在起，保证车体转向的轻松实现。传动部件的设计与校核轴的设计与校核驱动轴的设计选择轴的材料前文已确定机器人小车的速度为.，速度很低，固选用钢调质，由机械设计查得屈服强度极限许用弯曲应力硬度，。确定轴上的功率转速和转矩。由前文知式中为车轮半径为.，因行星轮系中的齿轮大小相等，所以转速相同。式中η为锥齿轮传动效率，查机械设计书得η.。轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足轴承的轴向定位，轴段右端轴段左端需制出轴肩看，故取轴段的直径为了满足传动带轮和磁轮的的轴向定位要求，轴段右端需制出个的轴肩。各段长度分别为轴结构如图.所示，图.驱动导轮轴结构图确定轴上圆角和倒角尺寸各轴肩圆爬梯机械人的设计摘要种,爬梯,。

4、爬梯机械人的设计摘要电子换相电路取代了机械换相装置，不仅继承了直流电机的优点，且具有无噪音免维护可靠性高的优越特性。因此我们选用无刷直流电机作为装置的驱动电机，前轮驱动和后轮转向各采用两个普通的无刷直流电机驱动。电机型号选择由上可知，本设计采用普通无刷直流电机作为动力源,机器人最大载重为，平地最大速度为.，车体及电池重量大约为。驱动电机选型功率计算根据以上计算及各个参数，本设计选择济南科亚电子科技有限公司生产的型直流无刷电机作为驱动电机，型直流无刷电机参数如表.所示。表.型直流无刷电机参数型号额定功率额定电压最大转矩转向电机选型转向电机只负责车体转向故不需太大的功率，因此本设计选择济南科亚电子科技有限公司生产的型直流无刷电机作为转向电机，型直流无刷电机参数如表.所示。。

5、动轴时，轴带动中心齿轮转动，中心齿轮带动过渡齿轮转动，再传给驱动齿轮，由于小车轮与驱动齿轮固连，机器人前进。当车轮组机构运行在平直的路面上时，受两个车轮同时着地的约束限制，转臂不能转动只能随车沿路面平动，此时驱动轮系为定轴轮系，实现机构在平直面上的平稳行驶当前进的车轮碰上高障碍如楼梯而停止不动时，驱动轮系就演变成行星轮系，转臂带着另外个车轮绕中心齿轮的轴线回转，实现翻越障碍即爬楼梯的目的。如图.所示，后轮轮组也是采用轮的星型结构，包括摆杆轮毂小车轮。摆杆下端通过轴承空套在转向齿条的端，上端通过轴承与主车架相连，左端通过轴承空套在轮毂上小车轮通过轴承空套在轮毂上。图.后轮轮组示意图摆杆轮毂小车轮与前轮轮组不同的是后轮轮组不需要驱动小车只需要负责小车的转向，所以它不需要行。

6、，采用超声波传感器的对称排列，获取了自主上楼梯所必须地两个关键参数和对驱动大功率电机的电路进行分析，设计了更适合大功率，更安全的电机驱动电路，直流马达配合高功率Ⅱ型驱动器。关键词爬楼机器人三星轮驱动电路单片机第章引言.课题研究的目的和意义.移动机器人的发展概况.爬楼梯机器人目前的研究状况.论文研究的主要内容第二章爬楼机器人的总体设计.爬楼机器人的设计要求.爬楼机器人的总体方案第三章爬楼机器人传动轮组及转向机构设计.爬楼梯机器人小车的执行电机选择技术指标电机选型.爬楼机器人的机构设计机器人小车传动机构设计传动部件的设计与校核爬楼机器人转向机构设计机器人小车结构设计.爬楼机器人小车三维实体建模软件介绍三维实体建模.爬楼机器人小车行驶性能分析可跨越最大垂直障碍高度最小转弯半。

7、行驶还是在爬楼的过程中都要求车身平稳，要满足这个要求就必须使爬楼机器人以较慢的速度行驶。蜗轮蜗杆起到两级减速作用，具有较大的减速比，能够将电动机端的高速转换成前车轴端的低速，并具有自锁功能，给两侧小车轮提供足够的保持力矩，在主体内部电机掉电的情况下，两侧车轮组保持原姿态而不会出现滑移现象如图.图.所示。图.涡轮减速系统示意图图.涡轮减速系统示意图动力传输转向系统如图.图.所示，采用锥齿轮啮合，用来改变传动方向，同时避免了小车轴的轴向串动。轮组系统由于爬楼和转向的功能要求不样，因此本设计前后轮采用不同的轮组来适应相应的功能实现。如图.所示，前轮轮组采用行星轮式结构，包括传动轴管轴旋转臂中心齿轮过渡齿轮驱动齿轮轮毂和小车轮。传动轴端与中心齿轮配合，通过轴承空套在转臂上，传。

8、难作业，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境.减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。楼梯是人造环境中的最常见的障碍，也是最难跨越的障碍之，爬楼梯机器人的研究是解决当前全自主机器人在非结构环境下正常工作的重要环节之。爬楼梯机器人可应用于危险环境探查侦察救灾导盲助残搬运清扫维修安装等作业，其实际意义重大。.移动机器人的发展概况机器人词最早使用是在年捷克作家卡雷尔•查培克的剧本罗萨姆的万能机器人中，剧中机器人这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的个具有人的外表特征和功能的机器，是种人造的劳力。机器人词虽出现得较晚，然而这概念在人类的想象中却早已出现。制造机器人是机器人技术研究者的梦想，代表了人类重塑自身了解自身。

9、动轴上有锥齿轮与之配合，并通过轴承空套在主车架上传动轴二端通过螺栓与转臂固连，另端与锁轴器固连，并通过轴承空套的主车架上传动轴与管轴通过轴承相互空套过渡齿轮，驱动齿轮各自通过轴承空套在转臂和轮毂上小车轮通过螺栓与驱动齿轮固连，三个小车轮的中心轴线呈等角分布。图.前轮轮组机构示意图传动轴管轴旋转臂中心轮过渡轮驱动轮轮毂小车轮由于转臂，过渡齿轮，驱动齿轮包括小车轮都是空套在相应的轴上，因此驱动轮系包含三个结构完全相同的差动轮系，这三个差动轮系共用中心轮和行星架，并且沿周向对称分布，增设过渡齿轮，可以保证同时着地的两个小车轮具有和中心齿轮相同的旋向，朝同方向滚动前进。前轮轮组的机械原理车体重量通过轴承间接承载在四个轮组上，轮组中的所有齿轮都绕转臂上的小轴转动，当电机动力传到。

10、拥有全世界左右的机器人，工业机器人应用于最多的工业部部门依次为家用电器制造汽车制造塑料成型通用机械制造和金属加工等工业，而且正应用于更多的新领域中。据统计，目前全世界服役机器人约万台机器人学也维持较好的发展势头，充满希望的进入这崭新的世纪。.课题研究的目的和意义本文讨论的移动机器人是具有越障功能，能够灵巧翻越楼梯的种光机电体化的智能装置。用作搬运的自主移动机器人，要求能随工作任务和环境的改变，智能地重规划行驶路径，并要求能快速适应工作环境。要达到这种水平，当前还有很多问题需要深入的研究，而其中的机器人楼梯环境顺利翻爬问题是较为重要的个研究课题。越障机器人的研究，对扩展机器人的作业空间，在人不能到达或不便到达的环境中进行作业，具有重要的意义。越障机器人还可用于工业中的些。

11、的种强烈愿望。自古以来，就有不少科学家和杰出工匠制造出了具有人类特点或具有模拟动物特征的机器人雏形。西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的具备有机器人概念的文字资料。春秋后期，我国著名的木匠鲁班在机械方面也是位发明家，据墨经记载，他曾制造过只木鸟，能在空中飞行“三日而不下”，体现了我国劳动人民的聪明才智。年，美国人乔治•德沃尔设计了第台电子程序可编的工业机器人，并于年发表了该机器人专利。年，美国万能自动化公司的第台机器人在美国通用汽车公司投入使用，这标志着第代机器人的诞生。从此，机器人开始成为人类生活中的现实。要给机器人下个合适的和为人们普遍同意的定义是困难的。就目前各种定义的共同之处来说，即认为机器人像人或人的上肢，并能模仿人的动作。

12、第四章爬楼机器人控制系统设计.机器人爬楼梯的控制目标.机器人的体系结构及系统组成.控制系统主要硬件的选择单片机的选型传感器的选择.机器人控制系统的程序编制第五章总结与展望.全文总结.展望致谢参考文献第章引言自盘古开天辟地，人类诞生以来，人们就直用智慧开辟着完美的生活！进入新的世纪，人类除了致力于自身的发展外，还十分关注机器人外星人和克隆人等问题。机器人正是本论文研究的对象。“机器人”这人名词对许多人来说，并不陌生。从古代的神话传说，到现代的科学幻想小说，戏剧，电影和电视，都有许多关于机器人的精彩描绘。而且越来越多的机器人出现在我们的生活生产中，更多科学工作者和业余爱好者也投入到机器人研究的行列当中来。机器人应用范围遍及工业科技和国防的各个领域。在“机器人王国”日本，直。

参考资料：

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