（定稿）小型军用水陆两用机器人设计（CAD图纸+毕业论文）

驱动轮如图所示的主要参数计算节距，分度圆直径则其齿数.取最大过渡半径故齿顶圆直径取分度圆弦齿高取齿根圆直径齿侧凸缘直径内链板高度为.故取齿宽取齿宽取倒角宽取从动轮本设计中的从动轮，只是对于机器人本体而言的，对于摆臂本身而言，它具有主动轮的功能，传递动力给履带。

因而在本设计中从动轮的设计与驱动轮的设计致。

其设计过程与尺寸参数参照驱动轮。

.摆臂轮与摆臂摆臂轮图.驱动轮摆臂轮如图.不仅具有支撑作用分担机器人的重量而且具有导向作用，夹持履带，不让它横向滑出在机器人转向时，它又要迫使履带在地面上横向滑移，使履带能够顺利传动。

其材料选用钢。

图.摆臂轮摆臂摆臂是用来联接主动轮与摆臂轮，且能固定摆臂轮。

摆臂的长度由越障高度来决定。

本设计中，由于机器人本体较重，故摆臂材料选用钢。

为减轻重量，采用肋板式结构如图.所示。

摆臂先通过铸造，然后进行钻孔铣键槽等机械加工。

安装摆臂轮处采用自张紧结构，通过靠螺栓锁紧摆臂轮张紧履带，这样结构相对变得简单，而且有利于减重。

摆臂需加工花键，通过花键与齿轮联接，从而实现摆臂旋转运动。

图.摆臂武器平台设计武器平台应能实现比人工控制射击更高的射击精度以及快速响应能力，否则用机器人代替人工将没有任何意义。

武器平台的性能决定于枪架结构刚度强度，以及伺服系统的动态响应特性。

如前所述，具有完全自主射击能力的机器人目前还不现实，因此武器平台必须在人工干涉下完成最终的射击动作。

对于枪械的选择，为实现与单兵武器的通用，武器选择.枪弹系列轻武器，以轻机枪作为机构设计的依据。

班用机枪使用.枪弹，全枪长，枪重.，弹丸初速，理论射程。

火控系统的瞄准装置可利用与机枪配套的白光瞄准器和微光瞄准器，在瞄准器目镜上安装瞄准摄像头实现精确瞄准。

全视野的目标捕捉则由三维全景摄像装置提供，通过伺服系统的运动控制，从瞄准到发射的过程可分为以下几个阶段，见图.所示图.武器瞄准过程由三维全景摄像装置提供模式识别以发现可疑目标，精定位则转换至相对视野较小的瞄准装置，即瞄准摄像头和微光瞄准器组合，图像发送至操作装置，最终由人工判断发出射击指令。

从系统来分析，武器平台由枪架和及其控制系统构成。

在性能上，武器平台机构主体，也称之为枪架，主要的功能是实现对武器的水平和俯仰运动和姿态的控制，机构需要二自由度以实现水平和俯仰的运动以进行枪身的姿态控制。

作为武器系统平台的基础，枪架的性能优劣是实现射击精度的前提，所有的功能必须建立在结构刚度强度良好的枪架基础上，所以，对于武器平台来说，枪架的设计是武器平台设计内容的核心。

武器平台机构方案简图见图.。

机器人本体武器俯仰旋转机构水平旋转底盘图.武器平台机构简图整个平台安装在车体箱盖旋转轴承上，枪身由枪架的抓握装置安装定位，枪架整体为二自由度，采用步进电机控制，其重心较低，有利于增强机器人的运动及射击性。

为使枪架全向旋转时枪身外伸不致过长，枪架旋转底座的位置处于移动平台几何中心的位置。

枪械发射时，受力情况十分复杂，其瞬间的作用力必须通过内弹道方程和膛压曲线进行解算。

对于导气式自动武器，如式班用机枪，推动机匣后坐的力不仅只是膛底的火药燃气压力，还有通过导气孔的火药燃气压力，它方面压导气室前壁推机匣向前，另方面作用于枪击框压缩复进簧，弹簧力推进机匣向后。

为了研究方便，这些在后坐期作用于机匣上的所有主动力统统包括在后坐力内。

对枪架机构进行受力的分析，首先作以下基本假设枪架底座与机器人刚性联接，视为刚体，枪身为均质杆枪械结构上左右对称，射击时所有外力及其合力均位于枪械对称面内，并略去弹丸在枪膛内运动时膛线导线侧的反抗力矩的影响射击时，枪架保持不动。

枪架部分受力如图.所示图.枪架受力分析第种情况假设枪身与枪架刚性联接，图中为俯仰机构所受动力偶，为膛线到耳轴俯仰机构轴心线的距离，水平射角为，俯仰机构耳轴承受的载荷为和附加的动力偶，以发射最大膛压进行计算式中最大膛压枪管作用面积按计算，对于.口径的枪其面积为.。

则最大膛压作用下，耳轴受到约的作用力，若膛线和耳轴之间距离为，则俯仰机构承受最大的动力偶的作用。

对于控制俯仰动作的步进电机及其传动机构来说，如果采用枪身刚性联接，则需要俯仰机构提供较大的制动力矩才能保证枪身稳定不动。

因此，必须减小，即枪身膛线到的俯仰机构轴线的距离。

第二种情况枪身通过缓冲器与枪架连接，此时，由于枪身沿着其相反的射向后坐，用动静法进行分析。

可以把枪身作用于枪架的后坐力按照下式计算式中由后坐时间和缓冲器的刚度来决定。

后坐时间的计算式式中后坐时间弹簧效率，般取.后坐部分质量后坐初弹簧力后坐末弹簧力由上可以看出，采用弹性联接，使用缓冲器，可以使枪架俯仰机构受理情况明显改善。

通过对枪架进行受力分析，得出如下结论枪身通过缓冲器安装并固定于枪架上减小枪身膛线到耳轴的距离以减小对俯仰机构电机和传动机构的冲击载荷。

水下密封设计水陆两用机器人不仅能在陆地上弛骋，还得能在江河中穿行。

机器人在水中行走最大深度为，在最深处，机器人所受压力最大。