移動機器人通用底盤設(shè)計與研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的進步,對于機器人技術(shù)的研究越來越受到人們的重視和關(guān)注。相比較雙足機器人而言,輪式移動機器人在移動速度,運行穩(wěn)定性,應(yīng)用范圍,承載能力等多個方面都具有明顯的優(yōu)勢,尤其是在服務(wù)機器人、巡檢機器人、探測機器人等領(lǐng)域,輪式移動機器人的應(yīng)用就更為普遍。
　　 機器人能夠持久穩(wěn)定運行,離不開其良好的機械系統(tǒng)。本文主要針對輪式移動機器人的運動機構(gòu)進行研究和分析,設(shè)計了一種能夠適用于狹小空間的全方位移動機器人通用底盤,并基于模塊化

2、和系列化的設(shè)計思想,形成多種型號的通用底盤,以滿足各類移動機器人的功能需求。本文設(shè)計的全獨立懸掛系統(tǒng)能夠很好的減輕路面激勵對移動機器人帶來的振動,降低由振動引起的零件疲勞損壞和精密傳動誤差,使輪式移動機器人具有更好的路面適應(yīng)性。
　　 本文所做工作主要如下:
　　 1、介紹輪式移動機器人在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,歸納輪式移動機器人的優(yōu)缺點,并闡述移動機器人領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。其次,簡述全向輪的發(fā)展歷史和常用類型,總結(jié)其不

3、同類型之間的結(jié)構(gòu)特點,最后詳細說明輪式移動機器人在各領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
　　 2、概述全方位移動平臺的常用輪系布局結(jié)構(gòu),比較輪式移動機器人底盤三輪布局和四輪布局各自的優(yōu)缺點,并在此基礎(chǔ)上建立通用底盤的動力學模型以及全方位輪的動力學模型。
　　 3、基于通用底盤所設(shè)計的承載能力,分析計算通用底盤在各種行駛條件下所需的驅(qū)動力,確定電機類型,設(shè)計減速器結(jié)構(gòu)和底盤懸架系統(tǒng),并用Solidworks軟件對通用底盤機械結(jié)構(gòu)整體建模,通

4、過配置Rotocaster、Mecanum和WESN三種全向輪模塊對通用底盤作系列化設(shè)計。
　　 4、設(shè)計一種新型全向輪結(jié)構(gòu),采用Hertz接觸理論計算分析全向輪滾子與地面接觸時的應(yīng)變情況,提出了一種基于曲率參數(shù)對全向輪滾子曲面修形的方法,提高全向輪運動平穩(wěn)性,最后通過Solidworks/Simulation仿真軟件加以驗證。
　　 5、參照汽車懸架分析,建立4自由度底盤懸架系統(tǒng)數(shù)學模型,匹配剛度系數(shù)和阻尼系數(shù),并基于