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需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯XX 學院畢業(yè)設計說明書(論文)樓宇火災生命探測機器人的設計作 者 :學 號：學院 (系 ):專 業(yè) :題 目 :2015 年 5 月需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 中 文 摘 要樓宇火災生命探測機器人采用履帶式的行走機構設計，履帶式以其靈活性等優(yōu)勢成為一種有效的工具用于各種復雜場合,引起了世界各國的普遍關注。文中分析了設計履帶機器人的必要性和可行性，介紹了國內外履帶機器人的研究歷史和發(fā)展概況.本文介紹了在國內外機器人應用，以及機器人在發(fā)展過程中，其產生的巨大優(yōu)越性，進行了機器人的整體設計以及具體設計要求各自由度的設計，本文設計的行走機構采用履帶式的，部分采用關節(jié)。關節(jié)通過底座固定在履帶機器人的機殼上面.關鍵字：履帶機器人、結構設計、機械結構、關節(jié)圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 外 文 摘 要The complexity of the work of disaster rescue, danger and emergency rescue work has brought great difficulties. Rescue robot with its small size, flexible virtues such as disaster rescue tool assisted and caused widespread concern in the world. This paper analyzes the use of emergency rescue rescue robot's necessity and feasibility, introduced the research history and development situation of domestic and foreign rescue robot.This paper discusses the development history of the rescue robot, application status at home and abroad, and its great superiority, the robot specific design requirements, the design, overall design and detailed design of each degree of freedom structure calculation; the final design of the walking mechanism and the fuselage design. Manipulator with four joints manipulator.Keywords: disaster rescue robot, structure design, mechanical structure, four joint manipulatorKeywords ：Structure design, Robot arm, Structure analysis圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯目 錄第 1 章 緒論.............................................................................................................................61.1 履帶機器人研究意義 ...................................................................................................61.2 國內外履帶機器人研究現(xiàn)狀 ......................................................................................61.3 履帶機器人的分類 ......................................................................................................61.4 履帶機器人發(fā)展方向 ...................................................................................................71.4.1 群體機器人研究 ................................................................................................71.4.2 全自主機器人研究 ............................................................................................71.4.3 全自主機器人研究 ............................................................................................71.4.4 任務多樣化及傳感檢測技術 ............................................................................71.5 主要內容 .....................................................................................................................7第 2 章 總體方案設計...............................................................................................................82.1 工程概述 .....................................................................................................................82.2 工業(yè)總體設計方案論述 .............................................................................................8第 3 章 履帶機器人結構設計...............................................................................................103.1 總體設計的思路 ........................................................................................................103.2 設計方案過程及特點 ...............................................................................................103.3 總體結構的設計和比較 ...........................................................................................103.3.1 行走機構的設計 .............................................................................................103.3.2 履帶行走機構結構設計 .................................................................................103.3 大小錐齒輪的設計和校核 .........................................................................................163.4 軸Ⅰ的設計和校核 ....................................................................................................183.5 鍵的校核 ....................................................................................................................263.6 雙擺臂驅動系統(tǒng)的計算 ............................................................................................263.7 雙擺臂減速電機的選取 ............................................................................................273.8 雙擺臂減速器的選取 ................................................................................................28總結與展望...............................................................................................................................29致 謝.......................................................................................................................................30參 考 文 獻.............................................................................................................................311圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯第 1 章 緒論1.1 履帶機器人研究意義履帶機器人多用于災難現(xiàn)場通常是復雜和危險因素，主要由以下應用場合:（1）幸存者的救援被困在這些通常在空間折疊形成完全的搜索空間，這是非常重要的。遺憾的是，這些空間和通道很窄，一般都是救援人員無法進入（2）災難機械結構的建筑物的破壞，救援廢墟必須提防碎片落在任何時間。同時，當救援行動也可以導致廢墟下的二次倒塌，幸存者本身和被困的碎片造成困難是救援人員的心理負擔，影響巨大的危險，救援工作快速部署。（3 發(fā)生大風等容易引起火災的危險。在某些領域，如核電站、化工廠等，沒有相應的保護和支持，即使好的專業(yè)救援人員是不容易的工作，和穿戴防護裝備和能力有限的救援人員在感知環(huán)境，延緩救援程序。圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯這些風險因素的災難帶來了巨大的障礙，往往使救援付出沉重的代價。統(tǒng)計表明，美國應急救援辦公室，關在狹小空間”救援幸存者平均需要花時間,可以提高履帶機器人救援，避免或減少受害者的救援人員。1.2 國內外履帶機器人研究現(xiàn)狀1995 年，在技術發(fā)展歷史的履帶式機器人的的重要里程碑，地震在日本神戶和大阪后發(fā)生在俄克拉荷馬聯(lián)邦大樓爆炸的前奏阿爾弗德機器人技術的研究。2001 年 9 月 11 日美國履帶機器人提供了一個寶貴的機會，履帶機器人救援中心的機器人的援助，美國和其他單位參與救援行動（如圖 1.1）是荷魯斯.ils 福斯特-米勒，系統(tǒng)vgtv 系統(tǒng)和系統(tǒng)機器人救援行動中，這已經很救命也暴露出許多問題圖 1.1 履帶機器人圖片履帶機器人在 9 月 11 日的事件，引起了人們的熱潮的履帶式機器人的成功應用，近年來，發(fā)表了大量的研究成果，理論和實際應用都取得了很大的進步，開發(fā)各種手履帶式機器人的機械部，并在實踐中積累了豐富的經驗。的機械主要有四個方面：1 運動控制技術；2 通信和控制技術的自主導航技術；3，感知檢測技術。1.3 履帶機器人的分類運動系統(tǒng)的雙履帶式履帶，在不同場合履帶式可調整上升角度和方向，因此具有很好的越野能力（圖 1） 。不能也可以完成轉彎等動作很狹窄范圍內，這種形式的運動的履帶式機器人的廣泛應用其他形式的運動等缺點。圖 1.2 IROBOT 履帶機器人圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯1.4 履帶機器人發(fā)展方向1.4.1 群體機器人研究目前，履帶機器的救援行動，以擴大搜索范圍，提高了效率，和多機器人的合作，可以提高機器人之間的通信的可靠性和準確性，可以解決每一個全球定位系統(tǒng)，覆蓋，如障礙難處理在一個單一的機器人。機器人技術研究組是常見的機器人技術，許多研究人類和其他動物，以研究群體聯(lián)合運動.1.4.2 全自主機器人研究控制電纜和控制方式，在一個有限的無線環(huán)境復雜的救濟。理想的解決方案是實現(xiàn)自主導航的路徑規(guī)劃，機器人的機器人機械自治的半自主機器人來完成機器人性能的研究綜合人工智能，重點定位導航、路徑規(guī)劃、自動識別技術的映射問題。雖然尚未完全實現(xiàn)的活動完全獨立，但是在以后將會產生突破使履帶式機器人獲得發(fā)展。1.4.3 全自主機器人研究成型機，為研究履帶履帶式機器人，積累了大量的數據和詳細的定義，給出了人機交互和人機交互來描述一組 2 收集生物和社會環(huán)境。一套生物，由 8 救援任務，組成；重要的問題要多研究研究人機交互。專業(yè)的救援機器人做，專家的幫助下，如何使用履帶，采用履帶式行走機器人專家提供的信息機的實現(xiàn)，如何確定，可以有效地利用履帶機器人的，機器人的手如何執(zhí)行各種機械履帶救援任務。1.4.4 任務多樣化及傳感檢測技術在第一階段：一、代理機器人開發(fā)的氣味和味道的探索，尋找幸存者在廢墟中。然后，該機構采用時間探索機器人的發(fā)展，三年的發(fā)展，機器人處理的幸存者的安全和醫(yī)院，共 15 年到 2010 年將創(chuàng)造一個機器人救援隊單一傳感器信息可以是非常有限的，局部特征信息環(huán)境作為整體研究，可以提高系統(tǒng)的容錯能力，全面描述環(huán)境，提高了測量精度和處理速度信息，降低成本機器人技術和信息融合技術相結合的機器人履帶能顯著提高機器人智能化水平，以完成更復雜的任務。1.5 主要內容在本文中，主要研究內容如下：第 1 章 緒論 主要介紹履帶機器人的相關知識和本課題研究的任務和要求.第 2 章 總體方案設計,介紹該履帶機器人各部分的相關知識和總體設計.第 3 章 各部分設計的介紹第 4 章 結構設計第 2 章 總體方案設計2.1 工程概述是一項跨學科的綜合技術，它涉及機械、機制、機械設計、氣動、液壓技術、檢測技術等領域的計算機技術和自動控制技術。人們會在分支得到了有效的解決組合問題綜合工程稱為“系統(tǒng)工程” 。的設計為例，系統(tǒng)工程，應作為一個系統(tǒng)的研究、開發(fā)和應用的綜合方法，設計和環(huán)境關系的外部系統(tǒng)從整體的有機聯(lián)系上的根據系統(tǒng)的不同部分之間的內部。從系統(tǒng)的功能，為復雜機械系統(tǒng)，包括多個子系統(tǒng)按一定規(guī)則的有機結合，是一個不可分割的整體。如果失去了開放系統(tǒng)，根據一組特定的。因此，在設計一個復雜的機器，機器系統(tǒng)的概念出發(fā)，本系統(tǒng)應具有以下特點：圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯（1）機械系統(tǒng)完整的完整性由多個子系統(tǒng)構成不同性能應具有特定功能的整體。（2）作用的子系統(tǒng)之間的有機聯(lián)系，有機具有相關特性的系統(tǒng)，相互關聯(lián)。（3）每個目標系統(tǒng)必須有明確的目標和系統(tǒng)的功能、結構、功能目標和手段相結合的系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)中的決策系統(tǒng)。（4）系統(tǒng)對環(huán)境的適應是在一定的環(huán)境下，必須能夠適應不斷變化的外部環(huán)境。因此，當設計一個機器人，不僅要注意所有的組件構成的系統(tǒng)設計部分，應根據系統(tǒng)工程的觀點，根據的功能要求，所有組件的子系統(tǒng)， ，以合理，產品性能優(yōu)良，用于的工作需要。系統(tǒng)中復雜工業(yè)通常包括如下：操作機，它是主體，完成工作任務的，包括機座，手臂，手腕，效應端和機構。傳動系統(tǒng)，包括驅動電源、控制器、伺服驅動系統(tǒng)的各種傳輸零點和傳動系統(tǒng)組成。該控制系統(tǒng)包括一個電子控制裝置的操作，存儲功能（計算機或其他控制裝置可編程版） 、人機接口設備（鍵盤，學習盒等） ，信息處理裝置和各種傳感器，放大傳輸脫機，傳感器編程，輸入/輸出設備的通信接口 14 ]的內部和外部的傳感器和其他外圍設備（一般或特別。工業(yè)的特點是普遍的和靈活的調整，使工業(yè)可以有效地應用于柔性制造系統(tǒng)的傳輸實現(xiàn)裝配零件或材料或其他 opérations.dans 柔性制造系統(tǒng)的基本處理裝置（例如，數控機床、鍛壓、焊接、裝配等生產設備） ，輔助生產設備、控制裝置和工業(yè)等，形成了各種不同形式的技術手工業(yè)機械工業(yè)系統(tǒng)的其他生產部門。制造業(yè)，如建筑工程，礦山開采，生產和運輸也參考系統(tǒng)。2.2 工業(yè)總體設計方案論述（一）負荷的確定目前，工業(yè)負載能力，最小五牛以下，直到九千牛。負荷大小的確定主要是考慮力和力矩沿運動方向的每個在接口包括末端重量、速度和重量的條款和條件，加速關節(jié)部分或勞動對象等慣性設計參數設計可以估計該設計在低負荷。（二）驅動裝置由于伺服電機具有良好的控制性能，控制速度，靈活性，可以實現(xiàn)精確的位置控制，沒有對環(huán)境的影響小，效率高，適用于要求嚴格的運動控制中小型及其他的特點，本設計采用伺服電機驅動（3）驅動系統(tǒng)的設計驅動裝置應緊湊，重量輕，低慣量傳動鏈中考慮措施消除游戲來提高控制精度和的運動位置的機制。常用驅動有齒輪和滾珠蝸桿傳動齒同步帶、鏈條和齒輪傳動、諧波齒輪和皮帶等，特別緊湊，效率比準確可靠，壽命長等強大學學習（四）工作范圍工作范圍是工業(yè)機器人的工作過程中，操作軌跡和運動范圍的確定，使用工作空間的形狀和工作空間的大小選擇的范圍大小，長度變化的機器和自由度的數目和操作每個關節(jié)臂和旋轉軸的每個關節(jié)（5）移動速度每個操作的運動，以確定循環(huán)時間的機械臂，按照確定的時間安排的每一個動作，也可以移動速度的確定每一個動作，以米/秒或（°）/ 秒，每個動作的時間分配應考慮的幾個因素，例如總長度的循環(huán)時間，順序依次在每個動作之間進行同樣的檢查程序運動時間分布的每個表的比較，運動時間分布的過程中需要考慮的運動，還應考慮慣性和比賽的大小、驅動和控制方法等，并要求定位精度。12第 3 章 履帶機器人結構設計3.1 總體設計的思路總體設計可以分為二個階段：系統(tǒng)分析階段1，根據系統(tǒng)目標明確，所能達到的程度。2、根據工作環(huán)境，分析機器人的應用場合。3、根據所需功能確定編寫程序代碼。如機器人的自由度，根據存儲量，計算機信息和運動精度要求，重量可以把握的，允許的運動范圍，與溫度和振動的適應性和環(huán)境。其次，設計階段的技術根據系統(tǒng)要求和自由度空間使形狀的選擇范圍，機器人的坐標三、確定類型的驅動系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)控制計劃的制定。集體選擇足夠的組件，裝配設計圖紙的機器人。機器人零件圖和尺寸的確定。下面的基本原理的基本要求，介紹系統(tǒng)設計和確定系統(tǒng)的程序。3.2 設計方案過程及特點a. 機器人必須小巧、靈活、拆卸方便；b．機器人在工作過程中，其結構可適應應不同管徑的變化情況；c．機器人自動化程度高，控制方便靈活；3.3 總體結構的設計和比較3.3.1 行走機構的設計履帶式的優(yōu)點是占地面積大，容易產生更大的附著力，在地上，適應性強的牽引性能，爬坡能力強。缺點是體積大不易小型化，轉彎半徑大，結構復雜，而且跟蹤的張力。根據設計參數和技術要求，對機器人的發(fā)展必須具有可靠性高，效率高。因此，行走機構的運動來實現(xiàn)行走的結合，所以它可以利用其綜合優(yōu)勢，避免單一移動的缺點。由于不同的管彎頭的存在，這就要求機器人行走機構具有一定的轉向能力和爬坡能力。其特點是：移動速度快，轉向相對容易，有更大的牽引力，以適應崎嶇的道路3.3.2 履帶行走機構結構設計初步選取電機的功率為 5.5KW;同時電機要能變速；選擇 SM 150-270-20 LFB 伺服電機。確定行走機構，外部尺寸首先，確定履帶寬度。由于履帶寬度越小，所以工作驅動力降低，其寬度過大，強度也會很大。圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯通過繪制方法，寬履帶 L= 150 毫米。其次，確定跑道長度。柔性履帶長度越長將履帶，太長時間不能長。其長度L= 580mm。結構測定的運行機制由于大小限制和電機集成在履帶組中，利用錐齒輪逆轉，最后履帶驅動輪。結構圖如下所示：=150mmiWL=580mmH=175mm結構總圖1—軸 01 2—電機 3—小錐齒輪 4—驅動帶輪 5—軸 02 6—直齒輪 01 7—直齒輪 02 8—軸 039—大錐齒輪 10—從動帶輪③確定履帶輪履帶的傳動采用同步帶傳動方式。以下是同步帶傳動的優(yōu)點：1. 適用于承載能力較大，中心距較大傳動， 。2. 可以緩沖、吸振，傳動平穩(wěn)，噪聲小。3. 制造和維護方便結構簡單，價錢少。首先，確定同步帶的主要參數：（查機械設計手冊 13-42）齒 形：梯 形齒距制式：模數制型 號：m7節(jié) 距： =21.991mmbP其次，設計帶輪：（查機械設計手冊 13-50）(1)初選帶輪的次數： ；17z?⑵選擇切削帶輪齒形特別刀具；⑶齒槽角：2φ=2β=40° ；⑷節(jié) 距: =πm= mm；bP2.9??⑸節(jié)圓直徑: ；71dmz⑹模 數： ；?⑺齒側間隙： ；c圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯=21.991mmbP17z?2φ=40°9dmc⑻名義徑向間隙： ；01.37e?⑼徑向間隙： ；40.473.86????⑽外圓直徑： mm（其中 δ=1.750） ；0251d??⑾外圓齒距： ；()/..2.9pzm??⑿外圓齒槽寬： ；016mbsc??⒀齒槽深： ；4.38.0gthe??⒁齒槽底寬： ；7w⒂齒根圓角半徑： ；.25.7.5br?⒃ ；0.25.1tr??最后，設計履帶：（查機械設計手冊 13-43）根據具體的結構尺寸設計履帶。由于有時特殊的工作環(huán)境，不能完全采用同步帶參數， ⑴節(jié) 距： =21.991；bP⑵齒形角：2β=40°；⑶齒根厚：σ=10.06 ；⑷齒 高： =4.2 ；th⑸帶 高： ；7.s?⑹齒頂厚： ；t⑺節(jié)頂距：δ=1.750 ；⑻帶 寬： ；15sbm01.37e?86?=116.5mmd=21.529mm0p=11.06mmb=8.036gh7w?1.5brt=21.991bP2β=40°σ=10.06=4.2th圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯7.sh?tδ=1.75015sbm④確定大小錐齒輪參數整個行走裝置里，錐齒輪的主要作用----換向，傳遞動力。同時考慮到其完全在行走裝置內部，尺寸受到限制。根據以上的因素，設計大小錐齒輪的具體參數。根據要求，采用軸交角 。齒輪類型為：90???直齒錐齒輪、,齒形角為 20°、齒頂高系數 =1、頂隙系數 。 （查機械設*ah*0.2c?計手冊 14-200） （齒形制為 GB/T 12369—1990）大錐齒輪的次數 ;小錐齒輪的次數 。大小錐齒輪的具體參數分別13z23z?如下：（查機械設計手冊 14-201）大錐齒輪：⑴法向模數： ；2.5nm?⑵齒 數： ；30z⑶法向齒形角： a?⑷分度圓直徑： .75dm?⑸分度圓錐角： 11230cotct21'6"zrar????⑹齒頂圓直徑： *sah??=75+2×1×2.5× 5'?=78.044mm⑺齒根圓直徑： *12()cofadm??大錐齒輪： 2.5nm?30za?7d152'6"??78.044mma?71.347mmf⑻錐 距： 2112sinmzRz???= .530?=47.253mm⑼齒頂角：*arctnahR??= 12.5473?圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯=3°1′43″⑽齒根角：*()arctnafhmR???= 10.25473?=3°47′1″⑾頂圓錐角： aa????= +3°1′43″521'6"?=55°33′9″⑿根圓錐角： ff?= -3°47′1″3'?=48°44′25″⒀齒 寬 ： b=25mm 47.253mmR?53'9"a??482fb=25mm小錐齒輪：⑴法向模數： ；2.5nm?⑵齒 數： ；3z⑶法向齒形角： 0a?⑷分度圓直徑： .57.dm??⑸分度圓錐角： 11230cotct28'4"zrar???⑹齒頂圓直徑： *sah??=57.5+2×1×2.5× 7'?=61.467mm⑺齒根圓直徑： *12()cofadm??=57.5-2×（1+0.2）×2.5× s328'4"?=52.54mm⑻錐 距： 2112sinzRz??= .530?=47.253mm⑼齒頂角：*arctnahmR??= 12.5473?=3°1′43″小錐齒輪： 2.5nm?圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯23z?0na?57.5mmd1?78'4"?=61.467mma=52.54mmf47.253mmR?31'4"a??⑽齒根角：*()arctnafhmR???= 10.25473?=3°47′1″⑾頂圓錐角： aa????= +3°1′43″28'"?= 41307⑿根圓錐角： ff?= -3°47′1″'"?=⒀齒 寬 ： b=25mm ⑤確定直齒輪的參數在整個行走裝置中，直齒輪傳遞動力的作用。齒頂高系數 =1、頂隙系數 。齒數 z=40，模數 。其具體參數如*ah*0.25c?2.5nm?下：⑴分度圓直徑： 1.410dmz?⑵齒 頂 高： *.ah⑶齒 根 高： ()fc??0.25.=3.125347'1"f???a?0f'?b=25mm=100mm1d=2.5ah=3.125f⑷全 齒 高： =2.5+3.125=5.625afh??⑸齒頂圓直徑： 12adh=100+2×2.5=105mm圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯⑹齒根圓直徑： 12ffdh??=100-2×3.125=93.75mm⑺齒 厚： /3.453.927sm????⑻齒 根 寬： e⑼中 心 距： 10ad?⑽頂 隙： *.2.6c3.3 大小錐齒輪的設計和校核⑴選擇齒數齒輪的類型, 材料精度等級選擇直齒圓錐齒輪① 8級精度軟齒面齒輪,② 小齒輪的材料為40Cr，調制處理，硬度為280HBS；③ 大齒輪的材料為45鋼，調制處理HBS。④ 初選小齒輪的齒數 ；大齒輪的齒數為 。12z?27z?⑵按齒面接觸疲勞強度設計計算 ??131295.t HKTd???① 根據載荷沖擊情況、軸承布置方式，取 K=1.8。② 查附錄 2（機械設計、機械設計基礎課程設計）得小齒輪的接觸疲勞極限為：lim160HMpa?大齒輪的接觸疲勞極限為： li25?計算接觸疲勞許用應力： ??lim110.9.604H pa?22 95????1 17.HM????1540HMpa??29③計算分度圓直徑（小齒輪） ??131295.t HKTd???=195.1 53.856mm32.860457.??其中 1.??095/dTPn.821.6??=36.1 N.m⑶設計計算：齒根彎曲疲勞強度圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯??1322.FSKTYmz????① 計算當量齒數并查取齒形系數，兩齒輪的分度圓錐角分別為：1227cotcot520'"1zarar????1375'"?當量齒數為：1/cos/cs(3752'")6.31vz??220490??查附錄2得： 14.58;.FSFSY?② 查書本，小齒輪的彎曲疲勞極限為：lim0Mpa?大齒輪的彎曲疲勞極限為：53.856mm1td?.304??=36.1 N.mT=2?57'"?16.3vz?24901.58;FSY7limMpa??lim20Fpa??③ 計算彎曲疲勞許用應力： ??lim11.4.28039FMpa??22F1/.58/39.6;FSY???2705?大齒輪數值大，代入計算④ 計算： ??1322.FSKTYmz????= 322.864.5.7038?=2.1635取 m=2.5 則： 取1.1..5tdz??123z?圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯，取 ；213.0429.z????230z?⑤ 錐距為： 21mRz?=47.253mm⑥ 分度圓直徑為：1.537.dz???20⑦ 分度圓錐角為：，21arctn(/)arctn(/23)z??51'6"?13728'4"???lim20FMp????13928??1/0.68FSY????2/0.4FSY?2.1635?1z?23047.5Rm1d2??3'6"?1784⑧ 齒 寬 ： b=25mm 3.4 軸Ⅰ的設計和校核1. 初步估計軸徑（扭轉強度）：30PdAn?其中 =110，查機械設計（P362）表 15-3 可得。.8950.76dkw????167/rm代入上面得值，計算可得：0.43?由于軸上有一鍵槽，所以： ，取軸的最小直徑為：0(1.7)9.4dm???d=20mm。2. 軸的結構簡圖如下：圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯3. 按彎扭合成強度進行強度校核①做出軸的計算簡圖根據尺寸，受力簡圖如下：b=25mmP0.76kw?185/nrm43d?9.d=20mm。② 校核所需要的基本參數 20ABlm?48C6Dl③ 計算齒輪的嚙合力：A: 直齒輪的齒輪嚙合力圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯1. 齒輪圓周力： 21BtTFd??36.0.95?=685.9 N20ABlm?48C6Dl直齒輪：685.9 NBtF2.齒輪徑向力： tan685.9tan2049.67BrFN?????B: 錐齒輪的齒輪嚙合力1. 齒輪圓周力： 21CtTd?36.0.957??=914.533 N2. 齒輪徑向力： 1tancosCrF???914.532053'26"???=202.634 N3. 齒輪軸向力： 1tiCa?= .ans'???=264.078 N④ 求支反力和彎矩圖（水平面）:1. 其受力如下圖: BrF249.67N?錐齒輪：Ct=914.533N=202.634 NCrF=264.078 Na2. 對 A 點求矩：圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯則有：()0FAM?1BtNHADCtAllFl????()()BDCtABCl????1)Ct tBACll?94.53(20865.920???=372.848 N3. 對 B 點求矩：則有：()0FM2 0NHADBtCtDlFll?????()(CB???= 914.536284620?= -144.216 N4. 根據上面的計算結果，畫出彎矩圖。=372.848 N1NHF24.6??⑤ 求垂直面內的支反力，并作出彎矩圖1. 受力分析如圖所示：2. 對 A 點求矩：圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯則有：（其中 ）()0FAM?2CaFdM??10BrCarACNVADlll?????1aBrNV?()CrABCrABDlFll??264.078520.634249.670()????= -8.590 N2. 對 D 點求矩：則有：()0FAM?2 0NVBrDCarDllMFl?????= -8.590 N1NV2CarBrAl?64.07852.63429.647(82)(08)??????= -38.423 N3. 做出對應彎矩圖⑥ 求支反力2ANHVF??2(14.6)(38.4)=149.246 N21DHV.NV?? 149.26 NAF?35D圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯22(37.84)(.590)??=312.965 N⑦ 合成彎矩圖22(.)(1.)BM=2889.432 N236.398.6)C??左=25774.198 N2(1.)(.左=23238.956 N⑧ 根據已知條件，做出扭矩289.43 NBM? =571C左 .6 左⑨ 校核危險截面綜上所知，C 面為危險截面：(其中，由于扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，所22aCM???左 （ T）以取 ，T=36100)0.6?22(38.956)31a??（ ）=31767.982(其中 aCW??dbt???（ -）=1251.74)322584()5??C 截面圖圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯= ，軸滿足要求。aCMW???左 ??13176.9825.34????(其中 =55 查機械設計基礎教程 P261-表 11-13 得)???下頁附：彎矩圖 3176.982Ca1251.74???a15.????圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯3.5 鍵的校核由于在軸1上的鍵 8 25結構尺寸最小，受力較大。在這里就只校核該鍵，其余可以?不予與校核。普通平鍵的強度條件： 3210pTKld???其中 T ---傳遞扭矩： ；6.Nm?---鍵與輪轂鍵槽高度：K.5h---鍵圓頭平鍵為：llLb?---軸的直徑 d32.100.58()25p????=42.47 Ma由于鍵的材料為 45，機械設計（P-106）表 6-2 可得：12pP?????所以 ，鍵滿足要求。p??????3.6 雙擺臂驅動系統(tǒng)的計算驅動輪所需轉矩根據滾動摩擦定律，可得：（5.1）NFM???其中， 為滾動摩擦因數，由實驗測得：?m1064.3tan26.0tan3-?????r （5.2）為支撐面的正壓力，即：（5.3）mgFN14?則：（5.4）NM?????46.506.33?驅動輪所需驅動力為：（5.5）d2.2?驅動輪所需功率為：（5.6）WFPW63514???爬坡時的機器人所受的滾動阻力 ,坡道分力 。此時機器?GfcosrTf ?GsinFg?人所受的總阻力為: 。?sinGfco?nF為斜坡上支撐面的正壓力，即：Nmgn 5.3468.0143???? （5.7）則：（5.8）mFM????7.6.3?驅動輪在斜坡上克服滑動摩擦力所需驅動力為：（5.9）d4.62.05?圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯在斜坡上克服滑動摩擦力所需功率為：WFP12.98.04361???? （5.10）爬坡時坡道分力為： ?Gsing機器人在以 0.5m/s 的速度爬 30°的斜坡時，克服坡道分力所需的功率：（5.11）6.52機器人在爬 30°坡時所需總功率為：（5.12）PW12.8921??3.7 雙擺臂減速電機的選取為了減少傳動部分增加的額外質量，直接選用了 24V/36W 直流減速電機。下表5.1 為直流減速電機參數：表 5.1 24V/36W 直流減速電機主要技術參數項目 指標值型號 64ZY2435額定電壓 24V空載電流 0.35A空載轉速 3500rpm額定電流 1.8A額定轉速 3000rpm額定轉矩 118mN·m減速比 30:1減速器額定轉速 100rpm減速器額定扭力 5.0N·m下圖 5.1 減速電機尺寸，為電機的安裝提供了參數。圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯3.8 雙擺臂減速器的選取根據需要，選擇 WPX80 型蝸輪蝸桿減速器，具體參數見上表31總結與展望總結本文對履帶式機器人結構系統(tǒng)進行了設計，由于作者的水平有限，對相關議題，如技術和控制技術的傳感器是不好的，仍有許多問題需要解決，還有許多問題值得進一步討論和更深入的研究和展望：（1）優(yōu)化問題的機械結構在機器人的設計方法，包括機械臂，采用模塊化設計，不同的設計結構和各功能模塊之間的連接，分別優(yōu)化模式。但在每個模塊的零件設計，計算參數選取主要結構的強度和剛度的基本要求，許多零件配合的實際需求，大很多。設計包括非核心部分，是根據前人的實驗設計，選擇大小。這種設計不僅可以提高整體素質系統(tǒng)，增加發(fā)動機負荷，造成資源的浪費。（2）有限元分析的計算機沒有更深入。通過有限元法對計算機軟件的一部分，力學分析的強度、剛度和最佳的臂部結構。這可以作為后續(xù)研究的方向。（3）機械臂控制系統(tǒng)必須研究和自主技術，運動控制，路徑規(guī)劃技術，視覺技術實時導航定位技術和數據融合技術的多傳感器組合，計算技術，高性能問題，因為無線通信技術，特別是網絡也有待研究。在未來生活中的應用越來越廣泛。包括在軍事領域的應用是必然的發(fā)展方向之一，我們的工業(yè)和科學技術的關鍵是系統(tǒng)設計中的機械臂，部分地區(qū)是累了整個系統(tǒng)的設計經驗比較豐富，我相信，通過不斷的發(fā)展和完善的和成熟的做法。32致 謝最后學習階段的畢業(yè)設計，首先我要特別感謝我的導師關愛無限和指導。過了許久，終于比較成功地完成了設計任務?；仡櫲杖找挂梗移夂蟮母杏X，通過方法的書籍，網絡，教師，學生和其他可用，鞏固了自己的專業(yè)知識。理解和運用所學知識有更深刻的認識。在這一刻，我要感謝我的導師的精心指導下，不僅指導我們解決的關鍵技術問題，更重要的是為我們引導設計思路，并解釋我們在實際的工程設計經驗應用于設計因此，不僅如此，教師的敬業(yè)精神深深地感染了我，我愛和未來奉獻骨刺的工作，導師是真的做的傳道，授業(yè)，解惑。精心準備的長途跋涉大學幾個月了，終于到了時間的論文計劃期間，像往常一樣，救援的心臟，但寫作過程中的感覺經常出現(xiàn)無力折騰和徘徊。先花那么多時間和這么多精力去完成的論文具有一定的學術價值，這是很難說的艱辛和困難，但曲終要離開的味道幕后，這是值得我一生留連忘返。敲完最后一個字符，再次從仔細閱讀文本已經并不陌生，我感覺好多。雖然不是特別值得一提的成就來炫耀，但對我來說，是寶貴的。這是無數的教誨，關心他人，樂于助人的結果。我要感謝我的導師 XX 老師。雖然教師負責教學，科研任務，還需要一段時間，不時有門，叫我勸功課，從第一稿到最終版本，耐心，再審，大章偏頗布局，小一審缺陷報表格式，都可以指出。他教我各方面的知識，拓寬我的知識，培養(yǎng)我的技能，完成論文是不無裨益。我還要感謝所有的大學老師教給我的，是你讓我成熟和壯大;感謝學院的工作人員，他的細致工作，讓我的同學，有序的學習和生活。我的父母和家人想表達我誠摯的謝意。他們是我的生命永遠依靠和支持他們的關懷和愛護，是我前進的動力;他們的殷切希望，激勵著我繼續(xù)說下去。沒有他們就沒有我，我的成績已經從他們來的點點滴滴。我也舍不得你的好友，與門和室友。我需要幫助時，他們伸出溫暖的手，在最大的幫助。他們可以見面，相交，相知是人生一大幸事。本論文的完成遠未結束，不足和膚淺的地方的文字是我的新征程的新起點。我會繼續(xù)前進！我們也感謝其他同學，老師和同事們的熱心幫助，感謝我們的教師的重視和關注課程設計的領導，為我們提供了繪圖工具和選項。圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯參 考 文 獻[1] 包志軍. 關節(jié)運動特性研究[D]. 上海交通大學博士論文 .2000: 14-48.[2] 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