DRAGONⅣ型排險機器人車體驅(qū)動裝置設(shè)計與試驗研究.pdf

1、機器人技術(shù)作為20世紀人類最偉大的發(fā)明之一，自60年代初問世以來，經(jīng)歷40多年的發(fā)展已取得長足的進步。工業(yè)機器人在經(jīng)歷了誕生——成長——成熟期后，已成為制造業(yè)中不可少的核心裝備。特種機器人作為機器人家族的后起之秀，由于其用途廣泛而大有后來居上之勢，仿人形機器人、農(nóng)業(yè)機器人、服務(wù)機器人、水下機器人、醫(yī)療機器人、軍用機器人、娛樂機器人等各種用途的特種機器人紛紛面世，而且正以飛快的速度向?qū)嵱没~進。排險機器人屬于特種機器人的一種，主要用于排爆

2、和反恐。 排險機器人能代替人不能去或不適宜去的地方進行危險作業(yè)，主要應(yīng)用于公安、武警和部隊等部門，打擊恐怖分子、消滅恐怖主義、根除恐怖組織，進而保護人民生命和財產(chǎn)安全，也是國際反恐斗爭的需要。因此在國民經(jīng)濟中有著重要作用和重大戰(zhàn)略意義。 本文研究了國內(nèi)外軍用機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，對機器人的技術(shù)要求及指標、工作過程及參數(shù)進行了分析，通過研究平面機構(gòu)綜合理論和工業(yè)機器人機構(gòu)理論，分析輪、腿、履帶典型移動機構(gòu)的應(yīng)用特點，

3、將平面機構(gòu)綜合和工業(yè)機器人中的概念外延到移動機構(gòu)上，并將機構(gòu)組合的方法應(yīng)用到移動機構(gòu)綜合上，提出了復(fù)合移動機構(gòu)的綜合方法和復(fù)合移動機構(gòu)的運動條件。 依據(jù)復(fù)合移動機構(gòu)綜合方法，針對特定任務(wù)要求的非結(jié)構(gòu)環(huán)境，設(shè)計了基于復(fù)合機構(gòu)的前后擺臂式履帶結(jié)合輪式非結(jié)構(gòu)環(huán)境排險機器人，并對排險機器人的機械結(jié)構(gòu)和運動特性作了介紹。根據(jù)機器人設(shè)計要求選擇了合適的電機，同時設(shè)計了雙剛輪諧波減速器的新結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)出新型雙剛輪諧波減速器減速比計算公式，此結(jié)構(gòu)

4、中一個剛輪固定，一個剛輪輸出，實現(xiàn)了更大的減速比。 根據(jù)非結(jié)構(gòu)環(huán)境的特點，采用運動平面變換的方法，建立了排險機器人的正向和反向運動學(xué)模型，并討論了建模誤差。通過分析排險機器人在典型地形下的運動過程，建立了復(fù)合移動機構(gòu)的尺度與性能之間的聯(lián)系，對于移動機構(gòu)的具體設(shè)計提供了依據(jù)。 最后在構(gòu)建的室內(nèi)非結(jié)構(gòu)環(huán)境和自然非結(jié)構(gòu)環(huán)境下對排險機器人進行了實驗研究，以驗證排險機器人的性能并對實驗過程中的一些現(xiàn)象進行研究并做出解釋。