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(全套CAD)移动机器人结构设计 (全套CAD)移动机器人结构设计

格式:RAR 上传:2022-06-25 08:14:31

《(全套CAD)移动机器人结构设计》修改意见稿

1、“.....移动机器人的主要组成个理想的移动机器人系统通常由三个部分组成移动机构,感知系统和控制系统。移动机构是移动机器人的核心,决定了机器人的核心,决定了机器人移动空间。感知系统般采用摄像机,激光测距仪,超声波传感器,红外传感器,陀螺仪等。随着计算机技术人工智能技术和传感技术的迅速发展,移动机器人的控制系统的研究具备了坚实的基础和良好的发展前景。移动机器人的控制与工作环境信息密切相关而且包容着各种不确定因素,因此在已知或未知的环境中作业时,以适当的建模方法表达环境,用必要的传给器探测环境具有重要意义。机器人的构型选型和设计需要根据机器人实际执行的工作来进行,尤其对适应环境能力要求较高的移动机器人来讲,构型不仅满足应用场合,积极开饭新的结构更要使机器人运行稳定且可靠。从而减少误差及不稳定影响。对移动机器人机构学的研究还涉及机器人的运动学,动力学问题。控制系统的输入量需从对机器人的运动学,动力学建模分析得到的数学模型计算得出。移动机器人是个交叉的研究领域,涉及机械......”

2、“.....传感器技术,信息信号处理,模式识别,人工智能和计算机技术等技术科学。.本课题应达到的要求设计移动移动机器人行走机构的总体结构和参数建立移动机器人的运动学模型及机器人四轮转向系统的动力学模型研究移动机器人运动的动态特性和机器人自主控制的问题。移动机器人行走机构的总体结构和参数.机器人运动方式的选择到目前为止,地面移动机器人的行驶机构主要分为履带式腿式和轮式三种。这三种行驶机构各有其特点。履带式图.四段履带机器人图.六段履带机器人腿式图.三腿机器人图.四腿机器人轮式图.单轮滚动机器人图.两轮移动机器人图.三轮移动机器人图.四轮移动机器人图.六轮移动机器人图.八轮移动机器人图.轮腿式机器人综上各移动机器人特点如下表所示表各移动机器人特点行驶结构车轮式移动机器人步行式移动机器人履带式移动机器人特点般适用于平底运行,切操作简单,运动稳定,运动速度和方向容易控制。按照轮子个数又可以分两轮式三轮式四轮式六轮和八轮式。移动,挪动,机器人,结构设计,毕业设计,全套......”

3、“.....移动机器人具有移动功能,在代替人从事危险恶劣如辐射有毒等环境下作业和人所不及的如宇宙空间水下作业环境方面,比般机器人有更大的机动性,灵活性。随着机器人技术在外星探索野外考察军事安全等全新的领域得到日益广泛的采用,机器人技术由室内走向室外,由固定人工的环境走向移动非人工的环境。本课题是机器人设计的基本环节,能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。本文对各种移动机器人进行了比较,从而确定了四轮式机器人总体结构与参数的研究设计。对四轮式移动机器人的运动学进行了探讨,建立了运动学模型。在建立运动学模型的基础上对机器人的基本运动方式进行了分析,并推到计算出其动力学模型。本文了解了基于多传感器的移动机器人的自主控制问题。分析了直流伺服电机的动态特性,为后续的研究提供可靠的参考和依据。关键词轮式移动机器人组成.本课题应达到的要求移动机器人行走机构的总体结构和参数.机器人运动方式的选择.轮式机器人移动能力分析.轮式机器人驱动轮的组成......”

4、“.....电机的选择.直流伺服电机的数学模型及动态参数的确定.减速机构的设计蜗轮蜗杆减速机构电机参数的确定计算传动装置的运动和动力参数蜗轮蜗杆设计计算蜗轮轴的设计初选滚动轴承蜗杆轴的结构设计.机器人的电源供应.车轮及轮毂移动机器人的运动学模型.机器人的运动学分析.两种运动规划方法分析.仿真实验.结论机器人四轮转向系统的动力学模型.轮子.平台体.小结自主运动控制.控制系统的选用.可行性分析结论与展望.结论.不足之处及未来展望致谢参考文献绪论.本课题的研究内容和意义机器人的应用越来越广泛,几乎渗透到所有领域,移动机器人是机器人学中的个重要分支。早在六十年代就已经开始了移动机器人的研究。关于移动机器人的研究涉及到许多方面。首先要考虑到移动方式,轮式,履带式,腿式的。其次考虑驱动器的控制,以使机器人达到期望的行为。第三必须考虑到导航或者路径规划,路径有更多的方面考虑,如传感融合,特征提取,避碰及环境映射。因此移动机器人是个集环境感知动态决策与规划......”

5、“.....对移动机器人的研究提出了许多新的挑战或挑战性的理论与工程技术课题,引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。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......”

6、“.....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。车重加负载重量为左右,所以用质地坚硬且易于加工的聚苯乙烯作轮毂,采用不充气的中空橡胶轮胎,其优点在于不仅重量小而且橡胶与地面的附着系数大,保证了足够的驱动能力。之前假设其轮胎直径,则车轮转圈移动的为•.车轮最大转速为异步电机常采用电压控制......”

7、“.....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,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。......”

8、“.....它应该能提供足够的功率,使负载按照所需的规律运动。因此,伺服电机输出的转矩转速和功率,应能满足负载的运动要求,控制特性应保证所需的调速范围和转矩变化范围。另外,从驱动的角度,要对电机的驱动电压额定电流进行选择。直流伺服电机的基本方程式为.其中,己为电枢电流,为电枢电势,为电磁转矩,为电枢电阻,为电势系数,为转矩系数。忽略铁耗和摩擦损耗,负载转矩为零时,为转动惯量,则有.如果转速的初始条件,则上式拉氏变换后得到.得到的传递函数为.令是直流伺服电机的机械时间常数,为电动机的电气时间常数则传递函数可以写成.直流伺服电机的除了铜耗之外,还有风损机械损耗铁耗,其中风损和机械损耗与转速的平方成正比,即和反电势的平方成正比,这样可以设置等效的电阻。来代替这两项损耗,铁耗中的磁滞损耗和涡流损耗大致和磁通的二次方成正比,因而可以像风耗和机械损耗样包含在等效电阻中。分析直流伺服电动机动态特性的等效电路如图所示。转子动能为转动惯量,为角速度用等效电路中的静电能来代替,则等效电容......”

9、“.....对环境有良好的适应能力等优点,尤其是多足式对环境的适应能力更强。但它也存在动作不连贯,速度较慢,控制复杂,实现相对困难等不足。履带式机器人可以跨越障碍,攀爬低度不高的台阶,行动速度快,承载能力强,适用于在凹凸不平的地面上行走,但不易转向。在设计移动机器人时也应遵循以下机构设计原则总体结构应容易拆卸,便于平时的试验调试和修理。应给机器人暂时未能装配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。运用三维软件画出零件图,然后再装配成装配图,可以清晰明了的看出哪里设计合理哪里装配方便,哪里会产生干涉。通过对以上方式的比较,我们选用轮子方式做为机器人运动方式,它符合我们的设计要求适应室内活动环境,需要动力较小,能量消耗少,结构实现简单可靠。.轮式机器人移动能力分析轮式移动机器人的分类方法主要有按具有的自由度划分,有三自由度类型,二自由度类型等。按驱动方式划分有铰轴转向式,差速转向式等。本设计按照传统的车轮配置方式划分来讨论......”

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