1、动方案机器人，称之为后轮驱动轮型机器人，它是种典型的非完整约束的轮式移动机器人模型。后轮为驱动轮，方向不变，提供前进驱动力，两轮驱动速度不相同前轮为转向轮，称为随动轮，使机器人按照要求的方向移动。轮式移动机构又主要分三个轮四个轮三轮支撑理论上是稳定的，然而这种装置很容易在施加到单独轮的左右两侧力作用下翻倒，因此对负载有定限制。为提高稳定性和承载能力，决定选用四轮机构，后轮为两驱动轮，两个转向轮为前轮。这种结构能实现运动规划稳定以及跟踪等控制任务，可适应复杂的地形，承载能力强，但是轨迹规划及控制相对复杂。

2、初步根据手册选取基本游隙组，标准精度级的单列角接触轴承，其尺寸为，故查表得轴肩高度，所以又轴环的高度为取，即蜗轮的轴段直径蜗轮轴段直径的右端为定位轴肩由机械手册查得取志传动零件相配合的轴段，略小于传动零件的轮毂宽。蜗轮轮毂的宽度为，取轴承端盖的总宽度为,取端盖的外端面与半联轴器右端面的距离为故。滚动轴承宽度，轴肩下部宽度为。绘制轴的受力简图绘制垂直面弯矩图绘制水平面弯矩图绘制合力弯矩图绘制扭矩图，分别如下图所示图.弯矩图轴承支反力.由两边对称，知截面的弯矩也对称。截面在垂直面弯矩为.•截面在水平面上弯。

3、布局在轮式移动机器人中最先得到了应用，就像我们平时推小车样，当我们给小车左边的力大于右边的力时小车右转，同理右边的力大时，小车左转。所以我选择了跟家用小车样的移动方式即差速度轮式移动机器人。四个车轮布置在我设计的机器人矩形机身四角，后两轮差速驱动，前两轮是转向轮。当然通过查阅资料这种机构有两个缺点，是四轮构型移动机器人运动能力受到限制，转向之前必须有定的前行行程。二是这种轮子布局需要有保持稳定可靠驱动的能力，可能导致转向不稳定。图.后轮差速驱动，前轮是随动结构根据设计需要和实现的难易程度选择了图.中的。

4、移动机器人结构设计摘要级精度，侧隙种类为,标注。蜗杆与轴做成体即蜗杆轴，蜗轮采用轮箍式，与铸造铁心采用配合，并加台肩和螺钉固定。蜗轮轴的设计轴的材料为钢，调制处理，根据手册取，所以轴的最小直径为，与联轴器孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号计算转矩,查表选取.查手册选用型弹性柱销联轴器，公称转矩为•，孔径，轴孔长度，与轴配合毂孔长为，为了满足半联轴器的轴向定位要求，右端需割出轴肩，定位轴肩高度在范围内，故为了保证轴端挡圈压在半联轴器上，面不压在轴的断面上，联孔的长度应比段的长度长点。初选滚动轴承根据。。

5、动机器人所需的电源特性，总结了各种电池的优缺点如下表所示表各种电池优缺点内容铅酸蓄电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池锂聚合物电池大流放电能力非常好非常好较好较好较好可维护性非常好较好好般较好循环寿命次次次次次价格低低较低高高安全性非常好较好好般较好能量密度差差般较好非常好为简化制造工序，提高车体的紧凑程度和牢固程度，将电池盒设计到前车体后部，并且尽量降低电池盒与地面间距，以降低机器人的重心高度。.车轮及轮毂选择车轮需要考虑多种因素有机器人的尺寸重量地形状况电机功率等。车重加负移动机器人结构设计摘要车的车轮。

6、。图.轮式机器人整体结构模型图.轮式机器人驱动轮的组成后轮驱动装置机械结构模型图如图.图.后轮驱动装置机械结构模型后轮驱动装置机械传动结构如图.所示图.驱动轮机械传动示意图轮胎轮毂联轴器蜗轮蜗杆直流电机减震垫根据上面所确定的方案，轮式机器人前轮驱动装置由驱动电机，减速装置和车轮及轮毂组成。.轮式机器人转向轮的组成转向轮起支撑和转向作用，不产生驱动力矩，在小车转向时它可以以定角度转动。主要机械组成结构如图.所示图.转向装置模型图轮式机器人前轮驱动装置由以下几部分构成轮胎，轮毂，两个转向轮和深沟球轴承几个。

7、矩为.••转矩.•校核危险截面的强度由教材式经判断轴所受扭转切应力为脉动循环应力,取.,前已选定轴的材料为钢,调质处理,由教材表查得,因此,故安全。该轴强度足够。蜗杆轴的结构设计从轴段。开始逐渐选取轴段直径，起固定作用，定位轴肩高度可在范围内，故。该直径处安装密封毡圈。标准直径，应取，与轴承内径相配合采用角接触球轴承，型号为手册即起定位作用，取，取蜗杆齿顶圆直径，。图.弯矩图求支反力.由两边对称，截面的弯矩也对称，截面在垂直面弯矩为.•截面在水平面弯矩为.•计算合成弯矩•校核危险截面的强度由教材式可知。

8、电流方向随转子的转动角度而变化，实现连续转动。分为电压控制和频率控制两种方式。异步电机常采用电压控制。般机器人用电机的基本性能要求启动停止和反向均能连续有效的进行，具有良好的响应特性正转反转时的特性相同,且运行特性稳定良好的抗干扰能力，对输出来说,体积小重量轻维修容易，不用保养。轮式机器人采用双轮双电机的驱动方式，对于小功率电机，直流伺服电机具有良好的启动和调速性能，广泛应用于工业机器人计算机外围设备以及高精度伺服系统中。设计的驱动轮为两后轮，要求控制性好且精度高，能耗要低，输出转矩大，有定过载能力，。

9、因此由教材式经判断轴所受扭转切应力为对称循环变应力，取.，前已选定轴的材料为钢,调质处理,由教材表查得,因此，故安全，所以此轴强度足够。.机器人的电源供应机器人由于体积，尺寸，重量的限制，而且需要移动，所以不可能采取电线通电的方式，必须采取内燃机或者电池供电，相对于汽车等应用，要求电池体积小，重量轻，能量密度大并且要求在各种震动冲击等条件下电池要安全可靠。我设计的轮式机器人长宽高尺寸在米左右，重量在的移动机器人总功耗为。所以综合下我选用了铅酸蓄电池，对机器人的运动灵活性，连续运行时间都非常有利。针对移。

10、合式是单双向励磁,分辨率高,运转平稳。续表电机的类型特点构造与工作原理控制方式直流伺服电机接通直流电即可工作，控制简单启动转矩大体积小重量轻，转速和转矩容易控制效率高需要定时维护和更换电刷，使用寿命短噪声大。由永磁体定子线圈转子电刷和换向器构成。通过电刷和换向器使电流方向随转子的转动角度而变化，实现连续转动。转动控制采用电压控制方式,两者成正比。转矩控制采用电流控制方式,两者也成正比。交流伺服电机没有电刷和换向器，无需维护驱动电路复杂，价格高。按结构分为同步和异步电电刷和换向器构成。通过电刷和换向器使。

11、而且稳定性好。通过比较以上电机的特性工作原理控制方式以及移动机器人的移动性能要求自身重量传动机构特点等因素，所以决定选用直流电机作为驱动电机。直流电动机以其良好的线性调速特性简单的控制性能较高的效率优异的动态特性，直占据着调速控制的统治地位。虽然近年不断受到其他电动机如交流变频电动机步进电动机等的挑战，但直流电动机仍然是许多调速控制电动机的最优选择，在生产生活中有着广泛的应用。通过以上的比较决定选用直流伺服电机直流电动机。.直流伺服电机的数学模型及动态参数的确定直流伺服电动机是将电信号转变成机械运动的。

12、部分组成。.电机的选择目前在机器人的运动控制中较为常用的电机有直流伺服电机交流伺服电机和步进电机，对它们的特性工作原理与控制方式有分类介绍，下面总结如表所示表不同电机的特性工作原理与控制方式电机的类型特点构造与工作原理控制方式步进电机直接用数字信号控制，与计算机接口简单，没有电刷，维护方便，寿命长。缺点是能量转换效率低，易失步，过载能力弱按产生转矩的方式可以分为永磁式，反应式和混合式。混合式能产生较大转矩，连续转动。永磁式是单向励磁，精度高，但易失步，反应式是双向励磁，输出转矩大，转子过冲小，但效率低。

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