城市救援機(jī)器人行走系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與虛擬樣機(jī)構(gòu)建.pdf

1、城市救援機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)在災(zāi)難救援領(lǐng)域的一種應(yīng)用，它可以代替救援隊(duì)員進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境執(zhí)行搜索救援任務(wù)，并將獲得的信息傳送給場外控制人員。因此該類型機(jī)器人得到廣泛的研究和關(guān)注。城市救援機(jī)器人是一個(gè)多系統(tǒng)集合體，可以從各個(gè)角度進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。本文主要對(duì)救援機(jī)器人的行走系統(tǒng)進(jìn)行研究，并針對(duì)典型的救援環(huán)境設(shè)計(jì)出具有越障功能并滿足性能指標(biāo)的實(shí)物樣機(jī)。論文主要完成了以下工作：
　　 （1）基于救援機(jī)器人世界杯賽比賽場地，提出了基本的功能要求。通

2、過比較國內(nèi)外典型移動(dòng)機(jī)器人行走系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，提出了一種新的救援機(jī)器人行走系統(tǒng)方案，即六自由度履-腿復(fù)合式行走系統(tǒng)。該行走系統(tǒng)可以通過調(diào)整擺臂姿態(tài)來適應(yīng)各種復(fù)雜地形。同時(shí)，設(shè)計(jì)了機(jī)器人的傳動(dòng)方案和典型障礙下的越障模式。
　　 （2）基于救援機(jī)器人越障機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性要求，對(duì)機(jī)器人越障過程中的關(guān)鍵姿態(tài)進(jìn)行了分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)器人整體尺寸。綜合已有救援機(jī)器人性能指標(biāo)，結(jié)合復(fù)雜的搜救環(huán)境，初步確定了該機(jī)器人行走系統(tǒng)所要滿足的各項(xiàng)性能指標(biāo)，

3、如重量、移動(dòng)速度、擺臂轉(zhuǎn)動(dòng)速度等。通過對(duì)典型運(yùn)動(dòng)過程的力學(xué)分析，如原地轉(zhuǎn)向，爬斜坡，自撐起運(yùn)動(dòng)等，確定了機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)所需動(dòng)力。借助ADAMS動(dòng)力學(xué)分析軟件，構(gòu)建了救援機(jī)器人行走系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)，對(duì)姿態(tài)變化較復(fù)雜的越障過程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真，分析了機(jī)器人在整個(gè)越障過程中所需動(dòng)力，為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選取提供了參考數(shù)據(jù)。
　　 （3）采用模塊化設(shè)計(jì)理念對(duì)救援機(jī)器人行走系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)。其中包括主體設(shè)計(jì)、主履帶移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和擺臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，