畢業(yè)設(shè)計履帶式移動平臺底盤設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)號：機械工程系系部：機械工程系機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)教師：二零一五年六月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。本人簽名：年月日

畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：履帶式移動平臺底盤設(shè)計系部：機械工程系專業(yè)：機械設(shè)計制造及自動化學(xué)號：學(xué)生：指導(dǎo)教師（含職稱）：1．課題意義及目標學(xué)生可以通過這次的畢業(yè)設(shè)計，運用所學(xué)過的一些基礎(chǔ)知識，深入了解移動平臺中履帶的結(jié)構(gòu)形式、移動機構(gòu)的運動協(xié)調(diào)原理，移動機構(gòu)的運動學(xué)及動力學(xué)模型等方面的知識，并且熟悉移動平臺的設(shè)計規(guī)范、計算方法及設(shè)計思想等內(nèi)容，為學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)工作打好基礎(chǔ)。2．主要任務(wù)（1）了解機械產(chǎn)品的設(shè)計方法。（2）確定移動平臺的總體設(shè)計方案。（3）移動平臺底盤機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。（4）傳動系統(tǒng)設(shè)計。（5）動力系統(tǒng)設(shè)計。（6）關(guān)鍵零部件的分析與校核。（7）完成相應(yīng)的工程圖。（8）撰寫畢業(yè)論文。結(jié)構(gòu)完整，層次分明，語言順暢；避免錯別字和錯誤標點符號格式符合機械工程系學(xué)位論文格式的統(tǒng)一要求。3．主要參考資料[1]潘駿，段福斌，楊文華，吳立軍.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].南京大學(xué)出版社，2007.05.[2]仲崇慧，賈喜花.國外地面無人作戰(zhàn)機器人發(fā)展概況綜述[J].機器人技術(shù)與應(yīng)用,2010.[3]喬中蓮，張治民.坦克履帶的應(yīng)用及其發(fā)展[J].裝備與技術(shù).2005(6).[4]王琦，翟宇毅，謝少榮，羅軍等.特種機器人[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.設(shè)計各階段名稱起止日期1查閱文獻，了解研究目的意義，完成開題報告2014.12.01至2014.12.312了解移動機器人底盤的結(jié)構(gòu)形式2015.01.01至2015.03.103完成機器人底盤的設(shè)計2015.03.11至2015.04.304完成相應(yīng)的工程圖設(shè)計說明書等整體設(shè)計2015.05.01至2015.05.155撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書，準備答辯2015.05.16至2015.06.104．進度安排審核人：年月日 (式5.SEQ(5-\*ARABIC52) (式5.SEQ(5-\*ARABIC53)則，移動機器人平地直線運動的平衡方程為： (式5.SEQ(5-\*ARABIC54)且,,，所以： (式5.SEQ(5-\*ARABIC55)通過計算可得，機器人要達到最大速度則電機經(jīng)過減速器后輸出的極限扭矩為。由電機經(jīng)過減速器后輸出的極限扭矩可以得到電機需要提供的極限轉(zhuǎn)速為：(式5.SEQ(5-\*ARABIC56)5.2.2爬坡速度的驅(qū)動電動機功率計算爬坡能力也是一個衡量移動平臺驅(qū)動能力的重要指標，現(xiàn)在大部分機器人的工作環(huán)境都需要其有爬坡能力，所以驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計必須充分考慮機器

人的爬坡能力。為了研究移動機器人的爬坡能力，我們可以假設(shè)移動機器人在斜坡上運動，坡度為30°，速度為0.1m/s，行駛過程不考慮空氣阻力因素。移動機器人爬坡受力情況如下圖所示：圖5.4爬坡示意圖爬坡的平衡方程為： (式5.SEQ(5-\*ARABIC57) (式5.SEQ(5-\*ARABIC58) (式5.SEQ(5-\*ARABIC59)上式中各參數(shù)意義與平地受力相同。聯(lián)立上式得： (式5.SEQ(5-\*ARABIC60)通過計算可得到，機器人在最大坡度下爬坡則電機經(jīng)過減速器后輸出的極限扭矩為19.40。要使機器人在爬坡時達到的速度，則電動機變速后需要達到的轉(zhuǎn)數(shù)為。根據(jù)上面的計算結(jié)果得到，平地直線運動時機器人需要的是速度即較大的輸出轉(zhuǎn)數(shù)，而在爬坡時是較大的輸出扭矩。所以平地最大運動速度和爬坡

所需求的最大扭矩可以作為選擇電機型號的依據(jù)。通過計算為了達到爬坡速度要求，驅(qū)動電機變速后的功率為： (式5.SEQ(5-\*ARABIC61)則所需電機的輸出功率為： (式5.SEQ(5-\*ARABIC62)5.2.3直流電動機控制電機是移動平臺的動力源泉，我們應(yīng)該根據(jù)移動平臺的具體參數(shù)、機械結(jié)構(gòu)以及性能特點來選擇適用于本設(shè)計的電機。通過計算以及對移動平臺的參數(shù)和性能等的分析，無刷直流電動機適合本設(shè)計的移動平臺。需要兩個功率為的電動機分布在移動平臺左右兩邊，合起來總功率為。由于無刷直流電動機有壽命長，性能高，平穩(wěn)性高，噪聲低等優(yōu)點，同時它比其他電機功耗更小，所以適合本設(shè)計的移動平臺。電動機尺寸與參數(shù)如圖5.5所示：圖5.5電動機尺寸參數(shù)圖電動機性能參數(shù)如下表5.3所示：

表5.3電動機性能參數(shù)電壓額定電流轉(zhuǎn)速輸出功率效率24V6.5A1800r/min150W 79%

6結(jié)論對履帶式行走底盤進行設(shè)計，其主要目的是為了了解機械產(chǎn)品的設(shè)計方法。經(jīng)過設(shè)計與計算，其動力系統(tǒng)采用兩個功率為的電動機，總功率為。轉(zhuǎn)速1800r/min左右，保證機構(gòu)工作時有一定的工作動力。主要結(jié)論如下：(1)全面了解履帶底盤機械結(jié)構(gòu)并且進行分析，計算得到一些參數(shù)，比如主動輪和從動輪的直徑，分別為和，還有中心距，節(jié)線長度；(2)設(shè)計了移動平臺的基本性能，包括驅(qū)動力為0.081kw,運動平均速度在0.5m/s左右；(3)在變速器的設(shè)計計算中，第一級傳動比，是第二級的傳動比，所以第二級選擇的齒輪參數(shù)，為。本設(shè)計移動平臺可以應(yīng)對許多復(fù)雜多變且惡劣的工作環(huán)境，重量輕，體積小，機構(gòu)模塊化便于拆卸而且價格便宜。對于此次設(shè)計同樣存在一些問題，如設(shè)計計算結(jié)果有待生產(chǎn)后，進行實際考核與驗證；整體結(jié)構(gòu)需利用計算機繪圖等軟件來分析比較從而達到優(yōu)化設(shè)計機構(gòu)的母的，我們還可以利用計算機的仿真技術(shù)對主要的零部件進行仿真分析，以驗證合理性等。

參考文獻[1]潘駿，段福斌，楊文華，吳立軍.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].南京大學(xué)出版社，2007.05：25-61.[2]仲崇慧，賈喜花.國外地面無人作戰(zhàn)機器人發(fā)展概況綜述[J].機器人技術(shù)與應(yīng)用,2010：20-26.[3]喬中蓮，張治民.坦克履帶的應(yīng)用及其發(fā)展[J].裝備與技術(shù).2005(6)：28-32.[4]羅軍，謝少榮，翟宇毅，王琦等.特種機器人[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006：24-27.[5]于金霞.移動機器人定位的不確定性研究[D].長沙：中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，2007：13-43.[6]劉方湖等.五輪鉸接式月球機器人的運動學(xué)建模[J].機器人，2001,23（6）：481-485.[7]蔡自興.機器人學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000：46-222.[8]MurphyRR.人工智能機器人學(xué)導(dǎo)論[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004：81-102.[9]GordonMcComb主編.機器人設(shè)計與實現(xiàn)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.[10]哈爾濱工業(yè)大學(xué).理論力學(xué)[第六版][M].北京：高等教育出版社，2002.[11]徐國華，譚民．移動機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢[J]．機器人技術(shù)與應(yīng)用，2001(3)：7-14.[12]陳淑艷.移動機器人履帶行走裝置構(gòu)型與機動性能研究[D].揚州大學(xué)碩士論文.[13]張福學(xué).機器人技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2000:609-610.[14]段星光，李科杰.小型輪履腿復(fù)合機器人設(shè)計及運動特性分析[J].機械工程學(xué)報,2005(8):108-113.[15]肖俊君.多姿態(tài)便攜式履帶機器人設(shè)計與分析[D].國防科技大學(xué)研究生院學(xué)位論文.[16]D.OHalloran,A.Wolf,H.Choset.Designofahigh-impactsurvivablerobot.MechanismandMachineTheory.40(2005)1345–1366.[17]RolandSiegwart,etal.Innovativedesignforwheeledlocomotioninrough

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致謝首先，我要感謝太原工業(yè)學(xué)院，感謝機械工程系對我四年的培養(yǎng)，讓我學(xué)到了許許多多的知識及技能，在此致以我深深的謝意。在本設(shè)計完成之后，無論我的設(shè)計是否能夠投入使用，這里面每一個方案的選擇，每一個數(shù)據(jù)的計算，每一段文本的輸入之中都有我辛勤的汗水。畢業(yè)設(shè)計的時間雖然不長，我卻從中學(xué)到了很多的東西。我