帮帮文库

返回

核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析(最终版) 核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 14:47:28

《核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析(最终版)》修改意见稿

1、“.....几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹,从交通工具的船舶汽车机车建筑用的重型机具机械工业所用的加工机具及自动化生产设备,到日常生活中常见的家电钟表等等。其应用从大动力的传输工作,到小负荷精确的角度传输都可以见到减速器的应用,且在工业应用上,减速器具有减速及增加转矩功能,因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。由于摆臂使用时必须是固定不动的,即当使用摆臂履带进行越障时,摆臂履带的位置不能改变,这样才能起到支撑越障作用,因此摆臂摆动的传动系统必须具有自锁功能,同时机器人系统还需要能检测到摆臂的位置,以便控制各种姿态。由于对减速箱有自锁要求,因此在这里选用蜗轮蜗杆减速器。蜗轮蜗杆减速机是种动力传达机构,利用齿轮的速度转换器,将电机马达的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的机构......”

2、“.....同时可以有较大的减速比,因此用在驱动摆臂上就可以省去了抱闸机构。主履带运动的传动顺序为编码器驱动电机减速箱对锥齿轮啮合主履带后轮带动履带传动。摆臂履带摆动的传动顺序为编码器驱动电机蜗轮蜗杆减速器摆臂轴。图核环境下摆臂履带机器人主体内部总体传动结构布局四机构的选择与计算由前几章的分析和有关数据,本章对其中几个主要结构进行选择和详细计算。材料的选择选择机器人本体材料应从机器人的性能要求出发,满足机器人的设计和制作要求。机器人本体用来支承连接固定机器人的各部分,当然也包括机器人的运动部分,这点与般机械结构特性相同。机器人本体所用的材料也是结构材料,但另方面,机器人本体又不单是固定构件,比如机器人转臂是运动的,机器人整体也是运动的。所以,机器人运动部分材料质量应轻。精密机器人对于机器人的刚度有定的要求,即对材料的刚度要求......”

3、“.....既要考虑振动问题。从材料角度来看,控制振动涉及减轻重量和抑制振动两方面,其本质就是材料内部的能量损耗和刚度问题,它与材料的抗振性紧紧相关。另外人们对于现代机器人的外观更加要求美感,所以机器人材料又应具备柔软和外表美观的特点。总之,正确选用结构件材料不仅可以降低机器人的成本价格,更重要的是可以适应机器人的高速化高载荷化及高精度化,满足其静力学及动力学特性要求。随着材料工业的发展,新材料的出现给机器人的发展提供了宽广的空间。与般机械设备相比,机器人结构的运动学特性十分重要,这是材料选择的出发点。材料选择的基本要求是强度高机器人转臂是直接受力的构件,高强度材料不仅能满足机器人转臂的强度条件,而且可望减少转臂界面尺寸,减轻重量弹性模量大由材料力学的知识可知,构件刚度或变形量与材料的弹性模量有关。弹性模量越大,变形量越小,刚度越大。不同材料的弹性模量差别很大......”

4、“.....所以它影响着电机的选择。因此我们应该选择高弹性模量低密度的材料。阻尼大选择机器人的材料不仅要求刚度大,重量轻,而且希望材料的阻尼尽可能大。机器人转臂经过运动后,要求能平稳的停下来。可是在终止运动瞬间构件会产生惯性力和惯性力矩,构建自身又具有弹性,因而会产生残余振动。从提高定位精度和传动平衡性考虑,希望采用大阻尼材料或采取增加构件阻尼的措施来吸收能量。材料经济性材料价格是机器人成本价格的重要组成部分。此次设计的核环境下机器人所选用的是铝合金材料。铝是非磁性金属,可防止复杂环境中的很多电磁干扰,尤其适用于核辐射区域。铝合金材料重量轻,价格适中,虽然弹性模量不太大,但是材料密度小,铝的密度约为代五相步进电机,且大大降低了成本。系列三相混合式步进电机基本步距角,步距精度......”

5、“.....最小电机长度耐压,分钟图电机矩频曲线由于摇臂电机的保持扭矩为,两个摇臂转动所需的扭矩为,而要想实现个电机控制两个摇臂摆动,则确定蜗轮蜗杆减速机的传动比。选择上海太越减速机有限公司生产的系列蜗轮蜗杆减速机,中心距为,输出扭矩为,采用双轴输出形式图。图系列蜗轮蜗杆双轴输出减速机主驱动系统的选择与计算为了实现机器人的转向,需采用两个电机分别控制主履带以实现差速转向。另外,通过履带机器人的最大行走速度以及最大爬坡角度进行相关计算可以选择电机。当履带机器人可以实现最大行走速度时,受力分析如下图所示图主履带平地直线运动受力分析图根据理论力学平面交汇力系平衡条件和合力矩定理则,移动机器人平地直线运动的平衡方程为,式中履带机器人的质量,履带机器人的驱动轮半径,机器人前轮轴心到驱动轮轴心的水平距离......”

6、“.....电机的驱动力矩地面对机器人的支撑力滚动摩阻力矩取地面对履带机器人的摩擦阻力地面与履带之间的摩擦系数,取。代入式,可得可以得出,履带移动机器人两侧电机经减速器减速后在最大行驶速度下需要提供的极限扭矩为。在的最大行驶速度下,驱动电机经过减速箱减速后需要提供的极限转速为另外,相对于平地行驶过程,爬坡能力对于移动机器人的驱动能力是个重要的衡量指标,所以在进行驱动系统设计时,爬坡指标的计算也应作为选择电机的必须依据。假设履带机器人在坡度为的斜坡上匀速行驶,行驶速度为,在行驶过程中机器人轮子作瞬时纯滚动,不考虑空气阻力的影响。履带移动机器人爬坡受力情况如下图所示图履带机器人爬坡受力分析图履带机器人爬坡平衡方程为,解方程,得可得......”

7、“.....的速度爬坡时,驱动电机经过减速器后所需提供的转速为。故之比可与钢材相比。总的来说铝合金材料有下优点铝比重小,重量轻,可以用来代替钢铁。它不仅能使设备重量减轻很多,而且强度高,不怕腐蚀,因而用途广泛。铝的强度不算低,当加入少量铜锰硅镁等元素形成合金后,其强度又显著提高,经过定的处理,甚至超过了些钢的强度,但重量却比钢轻很多。铝的导电性能也很好,虽比铜要差却好于铁,但它的质量只有铜的倍,并且铝导线散热快,能通过较大电流而不会被烧坏。再加上价格便宜。铝的导热性能好,几乎是铁的倍,散热性能好。铝容易加工成型,可压成薄板或拉成细丝。铝容易与氧发生反应而在表面生成层坚韧的氧化膜。这层膜性质稳定,有较强的抗腐蚀能力,因而防腐能力强。履带的选择针对此次关于核机器人机动性可控性和稳定性的要求,设计了类似于同步带的行走履带,履带内齿面为同步带标准齿形......”

8、“.....以提高其攀越障碍的能力。工作时,带齿与带轮的齿槽相啮合,是种啮合运动,因而具有带传动的优点,如耐屈挠性能伸长率小强力高等。主履带图采用环型无接头履带,内部有加强钢丝,无接头,整体抗拉强度高。同时节距稳定性强,误差少。工作过程中节距不发生变形或位移,确保了运行过程中全时与驱动轮正确啮合,机械传动功率损失少,延长了机器与橡胶履带的寿命。而且伸长率极低。环型无接头橡胶履带的伸长率仅仅是钢丝帘线的伸长量,数值非常小。此伸长量的存在对履带的正常使用不构成任何影响,只要钢丝不断,橡胶履带在首次使用的跑合期张紧后,今后无需再张紧。因此此次设计中未加入张紧装置。图环形无接头橡胶履带摆臂摆动电机和减速机的选择与计算摆臂电机的作用是带动摆臂转动,因此电机必须有足够的功率和额定转矩。根据摆臂的工作状态,易知当摆臂处于水平工作状态时......”

9、“.....因此以摆臂水平工作状态来选择电机。图为摆臂水平工作状态时的受力分析图。图摆臂水平工作状态时的受力分析图根据理论力学合力矩定理得摆臂水平工作状态的平衡方程为式中摆臂驱动电机的驱动力矩单个摆臂的重量水平状态时摆臂重心到前轮轴心的水平距离,。代入式,可得考虑到安全系数为,故。为了减少电机数量以节省空间降低成本,所以采用个电机驱动两个摆臂履带同时摆动,因此可以得出,要想使得两个摆臂能够实现正常工作并旋转,需要摆臂电机经过蜗轮蜗杆减速器减速后能够提供的极限扭矩为。由于摆臂履带摆动的速度不用很高,因此考虑到摆臂电机的工作特点各种电机的优缺点以及成本等因素,选择步进电机作为摆臂电机。步进电机具有以下优点电机旋转的角度正比于脉冲数由于每步的精度在百分之三到百分之五,而且不会将步的误差积累到下步因而有较好的位置精度和运动的重复性优秀的起停和反转响应由于没有电刷......”

下一篇
温馨提示:手指轻点页面,可唤醒全屏阅读模式,左右滑动可以翻页。
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(1)
1 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(2)
2 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(3)
3 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(4)
4 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(5)
5 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(6)
6 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(7)
7 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(8)
8 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(9)
9 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(10)
10 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(11)
11 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(12)
12 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(13)
13 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(14)
14 页 / 共 22
核环境下机器人机构设计研究及越障能力分析.doc预览图(15)
15 页 / 共 22
预览结束,还剩 7 页未读
阅读全文需用电脑访问
温馨提示 电脑下载 投诉举报

1、手机端页面文档仅支持阅读 15 页,超过 15 页的文档需使用电脑才能全文阅读。

2、下载的内容跟在线预览是一致的,下载后除PDF外均可任意编辑、修改。

3、所有文档均不包含其他附件,文中所提的附件、附录,在线看不到的下载也不会有。

  • Hi,我是你的文档小助手!
    你可以按格式查找相似内容哟
DOC PPT RAR 精品 全部
小贴士:
  • 🔯 当前文档为word文档,建议你点击DOC查看当前文档的相似文档。
  • ⭐ 查询的内容是以当前文档的标题进行精准匹配找到的结果,如果你对结果不满意,可以在顶部的搜索输入框输入关健词进行。
帮帮文库
换一批

搜索

客服

足迹

下载文档