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實習(xí)報告
時間過得真快，馬上就要畢業(yè)了，作為畢業(yè)生，工作真的難找，托關(guān)系進(jìn)入了一家私人模具廠，廠的規(guī)模還是挺大的，10臺加工中心就可以說明問題了，里面的員工也都比較熟悉，我呢，一個毫無工作經(jīng)驗的人，一開始給我安排的就是依稀雜活，幫他們掃掃地，倒角，去毛刺，攻絲什么的。工作挺閑的，幾天工作都和一些員工打成一片了，在私人廠里員工的關(guān)系挺重要的，老爸說的好，初出茅廬，千萬不要偷懶，否則會被別人說眼高手低的。說一下廠里的作息時間吧，早上八點鐘打卡上班，中午十一點半在食堂吃飯，十二點半開始上班直到下午五點打卡下班。就這樣的時間讓我的生活慢慢的規(guī)律起來，吃飯也很準(zhǔn)時。生活雖然累點，但是很充實。不過這車間的環(huán)境是真的不敢恭維，到處都是鐵屑和灰塵。
過了十幾天，在各個車間和辦公室穿梭，也了解到了塑料模具的生產(chǎn)過程。下面就來介紹一下吧1、此階段主要是客戶與供應(yīng)商之間進(jìn)行的關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計和模具開發(fā)等方面的技術(shù)探討，主要的目的是為了讓供應(yīng)商清楚地領(lǐng)會到產(chǎn)品設(shè)計者的設(shè)計意圖及精度要求，同時也讓產(chǎn)品設(shè)計者更好地明白模具生產(chǎn)的能力，產(chǎn)品的工藝性能，從而做出更合理的設(shè)計。?
2、報價：包括模具的價格、模具的壽命、周轉(zhuǎn)流程、機器要求噸數(shù)以及模具的交貨期。（更詳細(xì)的報價應(yīng)該包括產(chǎn)品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。
3、訂單：客戶訂單、訂金的發(fā)出以及供應(yīng)商訂單的接受。
4、模具生產(chǎn)計劃及排工安排：此階段需要針對模具的交貨的具體日期向客戶作出回復(fù)。
5、模具設(shè)計（Design）：可能使用的設(shè)計軟件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等
6、采購材料
7、模具加工：所涉及的工序大致有車、鑼（銑）、熱處理、磨、電腦鑼、電火花、線切割、座標(biāo)磨、激光刻字、拋光等。
8、模具裝配
9、模具試模
10、樣板評估報告
11、樣板評估報告批核
說實在的一副模具的生成真的是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，要學(xué)的東西太多太多。只能慢慢來，有一天師傅就把我叫去說要開始教我磨床，那是一臺平面磨床，我之前一直覺得挺危險的，砂輪在那邊轉(zhuǎn)的那么快，到后來才知道，只要工作認(rèn)真熟練掌握后一點都不危險，說到砂輪其實也挺有講究的，就說說砂輪吧，磨削加工時，必須根據(jù)具體情況（如所磨工件的材料性質(zhì)、熱處理方法、工件形狀、尺寸及加工形式和技術(shù)要求等），選用合適的砂輪。否則會因砂輪選擇不當(dāng)而直接影響加工精度、表面粗糙度及生產(chǎn)效率。
磨料的選擇磨料選擇主要取決于工件材料及熱處理方法。磨抗張強度高的材料時，選用韌性大的磨料。磨硬度低，延伸率大的材料時，選用較脆的磨料。磨硬度高的材料時，選用硬度更高的磨料。選用不易被加工材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的磨料。最常用的磨料是棕剛玉（A）和白剛玉（WA），其次是黑碳化硅（C）和綠碳化硅（GC），其余常用的還有鉻剛玉（PA）、單晶剛玉（SA）、微晶剛玉（MA）、鋯剛玉（ZA）。 經(jīng)過幾天的學(xué)習(xí)覺得磨床的操作也不怎么難，就是需要耐心和仔細(xì)，必須控制好尺寸精度。師傅一開始就是叫我?guī)退涯０灞砻娴募?xì)小毛刺去掉。過了兩天才讓我碰機床的。剛開始有點魯莽，差點撞刀。下面還是講講自己學(xué)的一些磨床技術(shù)吧
1、 選定模板，去除表面的毛刺，清理工作臺，保持光滑干凈，用吊機將模板放上工作臺
2、 用砂輪對刀，留有一點空隙，以便開動機床時手動對刀。再根據(jù)模板的大小調(diào)好機床工作臺前后左右的運動行程。
3、 開啟機床，同時開始手動對刀，知道出現(xiàn)火星，看到整個模板表面都有火星時，停止進(jìn)刀，當(dāng)火星消失時，停止機床
4、 將模板取下擦拭干凈，同時保證工作臺干凈，磨模板的反面，量好厚度，按照客戶要求，磨到在允許誤差范圍內(nèi)。
就這樣，不到二十幾天的工作時間，我學(xué)會了磨床和一些其他的簡單的操作，隨后的幾天時間一直在操作磨床，大概一個月以后，又被叫到辦公室去做CAD的修正，其實跟學(xué)校里的有點區(qū)別的，一開始根本就不知道如何下手，慢慢的就熟悉了。
就這樣，只要用心去學(xué)一些東西，發(fā)現(xiàn)自己的知識真的少的可憐，要學(xué)的太多太多，快畢業(yè)的我總是會迷茫自己該學(xué)點什么，后來就醒悟，只要每天踏踏實實認(rèn)認(rèn)真真的，或多或少總會學(xué)到點東西，不管是技術(shù)，還是為人處世，這些都挺重要的。希望，前方的路更挫折些，讓我去經(jīng)歷，去學(xué)習(xí)，去發(fā)現(xiàn)。
機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué) 生 姓 名： 陳森海 學(xué)號： 100007103
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
設(shè)計（論文）題目： 用于教學(xué)水洞的兩自由度轉(zhuǎn)動機構(gòu)總體設(shè)計
指 導(dǎo) 老 師： 李鷺揚
2014年 4 月 1 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
1、結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
1.1研究的意義
在實驗流體力學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，風(fēng)洞測試和水洞測試是實驗的兩種主要形式。水洞是一種水動力學(xué)實驗和研究設(shè)備，其中有導(dǎo)引良好的，可控制的水流。在水洞中實驗物體是靜止的（或是轉(zhuǎn)動的，例如船舶螺旋槳），水是流動的。就水洞的布置與運轉(zhuǎn)而言，它與亞聲速風(fēng)洞類似，只是實驗介質(zhì)不同對于水洞的應(yīng)用來講，其研究的現(xiàn)象與亞聲速風(fēng)洞的研究現(xiàn)象類似，比如流動與實驗物體之間的作用力，邊界層現(xiàn)象和湍流。水洞作為流態(tài)顯示的一種設(shè)備己日益受到航空!航天界的注視,早在1883年雷諾就曾在水管中進(jìn)行了層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鞯牧鲬B(tài)顯示實驗,迄今己經(jīng)發(fā)展和完善了許多種類流態(tài)顯示設(shè)備和技術(shù)"因研究對象的不同,水洞作為一種水動力學(xué)實驗和研究設(shè)備,因水流可以進(jìn)行有效控制,利用水洞可以較好的顯示流場的流動,由于在水洞中水流可以以較低的流速穩(wěn)定運行,低雷諾(Reynolds)數(shù)試驗在水洞中也相對較容易實現(xiàn),利用水洞能方便地得到前緣渦的產(chǎn)生與破碎!細(xì)長體大攻角氣動力不對稱性與其渦系的關(guān)系!噴流和邊界層結(jié)構(gòu)以及尾流等現(xiàn)象"水洞良好的流場品質(zhì)和方便的實時控制對湍流邊界層試驗有很重要意義"此外，水洞還可以用來研究水動力學(xué)中特有的現(xiàn)象，特別是空化，水彈性現(xiàn)象和自由面現(xiàn)象。
綜上所述，無論是商業(yè)上的應(yīng)用還是軍事上的應(yīng)用,水洞的建立對于水力學(xué)的研究具有很高的價值.
1.2研究現(xiàn)狀
實驗水洞的前驅(qū)可以追溯到 1895 年帕森斯建造的第一個空化實驗水洞,其又在 1910 于英國沃爾森德（Wallsend）[1]建造了一座大型水洞，其用途為研究空化狀態(tài)下的螺旋槳實驗。在歐洲，直至第二次世界大戰(zhàn)這一段期間還曾建造了其他幾個研究螺旋槳的水洞。當(dāng)時在帕森斯水洞基礎(chǔ)上已有不少改善和改進(jìn)，但新水洞的基本原理還是相同的。1938年投入運行的荷蘭船舶模型池[8]的直徑91.4厘米（36 英寸）大型水洞即為一例。在同一時期，對空化現(xiàn)象的普遍關(guān)心，促使開展文透里計與其他受約束的管道實驗，設(shè)置轉(zhuǎn)為單個水翼剖面實驗的循環(huán)系統(tǒng)，以及為水泵和水輪機研究用的變壓循環(huán)系統(tǒng)。這些研究工作的進(jìn)展大部分在歐洲。在美國，1934 年加州理工學(xué)院水力機械實驗室為研究水泵建制了水流循環(huán)系統(tǒng)。這些循環(huán)系統(tǒng)所具有的特性和測試設(shè)備均體現(xiàn)在以后的水洞中。第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)時問題的迫切需要，加速發(fā)展了可供各種物體和部件進(jìn)行實驗的通用水洞。在美國，第一個這種水洞是柯乃普等人和戴利介紹的加州理工學(xué)院1942 年建置并在 1947 年重建改善的高速水洞。這一裝置是現(xiàn)代化設(shè)備的前驅(qū)，它具有專門控制設(shè)備和比以前更高精度，更多樣化的量測附屬設(shè)備。它對以后的水洞具有廣泛的影響。其基本特性包括下列各部分
1工作段 可以安裝模型并進(jìn)行觀察；
2水流循環(huán)系統(tǒng) 基本上包括水泵和管路，用以保持水流通過工作段；
3空氣重溶系統(tǒng) 當(dāng)工作段發(fā)生空化時重溶可能從水中釋放出來的任何摻入的氣泡；
4含氣量控制系統(tǒng) 使水流重溶解空氣量保持為任何需要的常量；
5控制系統(tǒng) 用以調(diào)節(jié)工作段的壓力，流速和溫度，并使之保持在任一組規(guī)定數(shù)值；
6天平 用它可將模型放置在不同位置，并可量測作用在模型上的動水作用力。
此水洞的基本特色，均已體現(xiàn)在一些最重要的現(xiàn)代化水洞中。
為了避免進(jìn)入擴散段的水流過早出現(xiàn)空化現(xiàn)象，促使了另一個水洞型式，即自由射流水洞，如早期在哥廷根建成的水平射流二維水洞，以及在圣安東尼瀑布實驗室興建的自由射流垂直式的圓斷面水洞。除此之外，還有自由面水洞，它是研究物體稍微潛水或插入自由面的一種設(shè)備。水下導(dǎo)彈，水翼，水柱和某些類型的水工建筑物均為實例。顧名思義，這種水洞的唯一特征是其自由面工作斷有改變水面以上空氣壓力的設(shè)施。加州理工學(xué)院自由面水洞就是一個實例。在日本,1993年10月,日本運輸省船舶技術(shù)研究所由三井造船施工建成了世界首座“變動風(fēng)水洞”設(shè)施,該實驗驗設(shè)施在回流型風(fēng)洞的測量部下有寬3m,深l.5m、長15m的水池,舟公舶和海洋結(jié)構(gòu)物模型可在水池中進(jìn)行實驗,將蓋盜:在水池上面,也可單獨作為風(fēng)洞使用。它的最大特點是,水池中能發(fā)生風(fēng)、波、潮流,可以在風(fēng)、波、潮流中進(jìn)行實驗。
國內(nèi)發(fā)展情況：國內(nèi)在水洞實驗這方面的研究雖然不如國外先進(jìn)，但是也建立了一批水洞設(shè)施，比較著名的是中國船舶重工集團公司第七 0 二所的水洞實驗室。還有很多位于大學(xué)內(nèi)的水洞實驗室。比如 1983 年西安工業(yè)大學(xué)由黃景泉教授帶頭建造的用于科研和教學(xué)的水洞實驗室，再比如上海交通大學(xué)的重力式空泡水洞、徐匯校區(qū)的國內(nèi)最早（1958）的封閉循環(huán)式水洞以及哈爾濱工程大學(xué)的重力式低噪聲水洞，其基本設(shè)計方法都借鑒了國外的水洞設(shè)計經(jīng)驗。"很多專家和學(xué)者也根據(jù)相似性原理,利用水洞進(jìn)行了大量的模型實驗,如李福新等通過高速水洞對回轉(zhuǎn)體空化噪聲聲功率譜的譜特性進(jìn)行了分析,驗證了回轉(zhuǎn)體流噪聲相似律理論【16】,并在該基礎(chǔ)上對回轉(zhuǎn)體頭體模型的空化噪聲特性進(jìn)一步深入研究【17】虞心田等用氫氣泡顯示流場,在重力式循環(huán)水洞中進(jìn)行了振動二元機翼流動的研究,得出機械激勵對大攻角失速分離流動的控制作用【18】
關(guān)于水洞部件的研究，收縮段是水洞的重要部件，它的主要作用是提高實驗段的流動品質(zhì)，即改善流場的均勻性，穩(wěn)定性及降低湍流度。在實際水洞中，既有軸對稱的圓截面收縮段，又有矩形截面的收縮段。在三元收縮段中，流動在橫向發(fā)生變化，壁面的順壓梯度隨著橫向位置不同而改變，收縮段的出口流動均勻性的情況也與軸對稱收縮段不同。
參考文獻(xiàn)
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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
2、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
為了測量水流的大小和測力情況。需設(shè)計一個兩自由度的機構(gòu)。由于多自由度電機自身的特點,各自由度之間除了存在電磁耦合之外還存在著十分復(fù)雜的力學(xué)耦合關(guān)系,這是多自由度電機難以控制的重要原因之一,因此必須根據(jù)電機的具體結(jié)構(gòu),建立準(zhǔn)確的力學(xué)模型,深入分析各自由度之間的耦合關(guān)系,研究力學(xué)解藕控制策略,以提高電機的動靜態(tài)性能及穩(wěn)定性。這里所設(shè)計的兩自由度步進(jìn)電機由于具有兩套相對獨立的定轉(zhuǎn)子,因此從控制角度看可以看作兩個獨立的兩相混合式步進(jìn)電機,它符合一般兩相混合式步進(jìn)電機的控制規(guī)律。因此其驅(qū)動電源的設(shè)計顯得相對簡單一些,可以直接采用兩個兩相步進(jìn)電機的驅(qū)動電源分別驅(qū)動兩套相對獨立的系統(tǒng),通過二者的運動合成來實現(xiàn)兩個自由度的運動。同時還要求機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊,質(zhì)量較小.
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
指導(dǎo)教師意見：
1、對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2、對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果
的預(yù)測：
指導(dǎo)老師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
摘要
水洞像風(fēng)洞一樣，是流體力學(xué)基本研究的主要工具。在水洞中可以研究如流動與實驗物體之間的作用力，邊界層現(xiàn)象,湍流，特別是氣濁水彈性現(xiàn)象和自由液面現(xiàn)象。
本文水洞實驗運動平臺的實驗要求，對試驗裝置的俯仰和偏轉(zhuǎn)的兩自由度運動機構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和分析。
本文對水洞試驗的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展意義以及兩自由度機構(gòu)的現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行兩自由度運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計；介紹SolidWorks軟件和對所設(shè)計的兩自由度運動機構(gòu)裝置進(jìn)行的三維造型過程；對所設(shè)計的運動機構(gòu)的主要節(jié)點進(jìn)行的強度校核和力學(xué)性能的分析；在校核的基礎(chǔ)上選擇了合適的電機；最后對本課題做一個總結(jié)和展望。
關(guān)鍵詞：串聯(lián)，兩自由度，水洞，三維造型。
Abstract
The water tunnel is the main hydromechanics fundamental researchvehicle as well as the wind tunnel. The action between the flow and theexperiment object, the boundary layer phenomenon and turbulence flowespecially cavitation, hydroelasticity phenomenon and free surface phenomenon can be studied in the water tunnel.
The requirement of?water tunnel experiment?platform?experiment,?design and analysis of?two degree of freedom?motion mechanism?of testing device on thepitch and yaw.
The development present situation and the development?significance and?status of two?degree of freedom mechanism?based on the domestic?water tunnel experiment?and?discussed。further for structure design to the two degrees of freedom motion mechanism; introduction of SolidWorks software and process for the design of two degrees of freedom movement mechanism unit for three-dimensional modeling ; strength check and mechanical properties analysis for the main nodes of movement mechanism, based on that select suitable motor; finally this project makes a summary and prospected.
Key words:Series, Two degree of freedom, wind tunnel, Three-dimensional modeling.
1
摘要目錄
Abstract
第一章 緒論 1
1.1課題背景及意義 1
1.1.1研究現(xiàn)狀 2
1.2本課題研究內(nèi)容 4
第二章 兩（少）自由度運動機構(gòu)的基礎(chǔ)理論基礎(chǔ) 6
2.1兩（少）自由度運動機構(gòu)的基礎(chǔ)理論 6
2.2兩（少）自由度運動機構(gòu)的發(fā)展趨勢 7
第三章 兩自由度運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計和分析 8
3.1兩自由度水洞運動機構(gòu)的機構(gòu)原理 8
3.2兩自由度水洞試驗設(shè)計方案對比 8
3.3強度校核.......................................................................................................10
第四章 兩自由度運動機構(gòu)的三維造型及結(jié)構(gòu)分析 13
4.1三維造型軟件SolidWorks簡介 13
4.1.1啟動SolidWorks和界面簡介 14
4.1.2快捷鍵和快捷菜單 17
4.1.3模塊簡介 18
4.2自由度運動機構(gòu)的三維造型過程 19
4.2.1用SolidWorks對各零部件進(jìn)行造型 19
4.2.2用SolidWorks各零部件進(jìn)行裝配 25
第五章 電機的選擇 26
5.1電機的簡述 26
5.2電機的選擇 26
5.3本章小結(jié) 27
總結(jié) 29
參考文獻(xiàn) 31
致 謝 32
0
第1章 緒論
1.1課題背景及意義
在實驗流體力學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，風(fēng)洞測試和水洞測試是實驗的兩種主要形式。水洞
是一種水動力學(xué)實驗和研究設(shè)備，其中有導(dǎo)引良好的，可控制的水流。在水洞中
實驗物體是靜止的（或是轉(zhuǎn)動的，例如船舶螺旋槳），水是流動的。就水洞的布
置與運轉(zhuǎn)而言，它與亞聲速風(fēng)洞類似，只是實驗介質(zhì)不同。典型的重力式水洞如圖所示
第5章 履帶車輛懸浮和傳動系統(tǒng)
長期以來,有一種想法,如果打算設(shè)計一個高機動性的車輛,為了比任何車輛具有更好的流動性應(yīng)使用履帶式車輛. 雖然履帶會不斷變化，其中車輪會顛簸，只有少數(shù)障礙和特殊地形的時候會阻止六個輪子的搖桿轉(zhuǎn)向架車輛前行，但不能阻止類似大小的履帶式車輛。在一些很軟的地形上，比方說：松散的沙子，深泥，薄雪。一定尺寸的障礙物會被卡在輪子之間的縫隙
通過這個更加復(fù)雜和更低的傳動效率，他們可以得到更高的移動性,，因此履帶是針對這些情況較好的選擇，但不是比任何情況都要好
履帶式車輛第一次開始出現(xiàn)在20世紀(jì)初，在第一次世界大戰(zhàn)中廣泛使用。當(dāng)時所用的基本布局今天仍然使用在重型施工設(shè)備，在其一端的驅(qū)動鏈輪，另一端的惰輪，通常被作為張緊輪使用，他們之間的一些機械來支撐地面上履帶。這個基本的簡單的布局強大并且易于控制。即使在其最簡單的形式中，該履帶布局較先前已經(jīng)做了全面的改進(jìn)。
連續(xù)不斷的與地表接觸會對履帶帶來益處。地面上會有很大的長度寬度類似于履帶尺寸大小的印跡，由于較低的觸地壓力，允許他可以在比較柔軟的地面上行駛。他也給踏板提供了更大的面積，和抓地的齒數(shù)。
連續(xù)不斷的觸地，消除了輪式車輛的一旁的輪子之間會變成高居中的問題，一個一定尺寸的障礙物會卡在在輪子的一邊，履帶停留在上面，輪式車輛會被卡住的這些情況，履帶式軌道能夠輕易的翻滾過障礙物。
也許最重要的性能是能夠連續(xù)不斷的觸地，輪子的懸浮力無法匹配，這是跨越障礙物的能力。一個六輪或8輪車可以添加懸掛組件，以增加其裂縫寬度。但這些增加了復(fù)雜性的輪式車輛固有的簡單性。履帶要有跨越裂縫的能力 ，基于他們的設(shè)計。添加一個機械裝置來移動他的重心，一輛輪式車輛能跨過裂痕能力比一半長度的車輛更強大的。
大多數(shù)類型有許多移動部件比輪式布局，所有趨于增加滾動摩擦，但一個精心設(shè)計的履帶事實上比一個在非常柔軟的地面上的輪式車輛更加高效。大多數(shù)的移動部件也變得更加復(fù)雜，履帶設(shè)計的主要問題是防止履帶被揭去懸浮系統(tǒng)，完全不能使車輛停止下來。
軌道系統(tǒng)由軌道，驅(qū)動鏈輪，托輥/張力 車輪，懸架系統(tǒng)，并且，有時，支撐輥。有該軌道系統(tǒng)的幾種變化，每個都有它自己的一組兩個 流動性和穩(wěn)定性的優(yōu)點和缺點。
履帶設(shè)計本身（鋼環(huán)節(jié)的設(shè)計，連續(xù)的橡膠，胎面的形狀）
保持履帶在車上的方法（針入孔，導(dǎo)刀，V形槽）
支持履帶在地面上的懸浮系統(tǒng)（裝了彈簧和沒有裝彈簧的輪子，固定導(dǎo)軌）
一端的形狀或履帶系統(tǒng)的兩端（圓的或者傾斜的）
惰輪和/或驅(qū)動鏈輪的相對大小
大多數(shù)這些系統(tǒng)布局的變化已經(jīng)試過了，一些大獲成功，其他的一些在流動性方面沒有顯著的改善。
也有許多品種的履帶布局和不同履帶數(shù)量的布局，這些不同的布局有彼此之間有一定的優(yōu)勢和劣勢。
一個履帶與一種單獨的操縱發(fā)發(fā)
?基本的并排是雙履帶
?兩個履帶和一種單獨的操縱方法
?兩個縱向履帶
?使用四條履帶的幾種設(shè)計
一個六履帶布局包括兩個主要的履帶和兩套次要履帶和每端
六履帶設(shè)計可能過度重合，因為有一個專門的履帶設(shè)計，他有真正令人印象深刻的機動性，他有四個履帶并且只是用三個機械裝置。
機器人正慢慢的被人們在家里普遍使用，在其他良性室內(nèi)環(huán)境需求也在不斷攀升。重要的是使用任何滾動驅(qū)動系統(tǒng)來爬階梯不是很難，甚至只使用一條履帶，履帶簡化
比起輪式傳動系統(tǒng)爬階梯更加平穩(wěn)，可以有更快的速度，但是他們很難和階梯保持一致，他們能夠迅速的變得傾斜，，即使是人工操作，修正車輛行駛方向的是棘手的。在寫這篇文章的時候有沒有已知的自主車型，可以爬階梯的完整飛行無人工輸入。
本章覆蓋了所有已知用于生產(chǎn)的車輛履帶布局正在從30厘米大小不等，長（約一英尺），超過45米（城市街區(qū)）??。履帶對小型車輛良好的使用效果，，由于履帶材料的剛度,問題都可以發(fā)展變化。只10厘米長的玩具使用的履帶，以及至少一個機器人研究者已建微型機器人與約25毫米長的履帶。這些全自主機器人大約有四分之一的大小。 Inuktun（www.inuktun.com）使履帶單位在管道爬行機器人的使用約25厘米長。
另一個極端是大型施工設(shè)備和軍事坦克像M1A2艾布拉姆斯。在M1A2的履帶是寬0.635米（一個舒適的椅子的寬度） 4.75米長（長于大多數(shù)汽車）并在一起，包括懸掛部件，補將近四分之一罐的總重量計。一個更大的追蹤車輛NASA的履帶式運輸車用于移動手機啟動墊航天飛機計劃。該履帶的單鏈路轉(zhuǎn)運的軌道是近2米長，重達(dá)近八千牛頓（約等于一個中型汽車） 。每個磁道有57鏈接并安裝在雙八條軌道是世界上最大的車輛。雖然這個龐然大物的遷移率是有限的，這是旨在攀登等級達(dá)發(fā)射場百分之五，同時舉行航天飛機完全垂直的可調(diào)螺距平臺。它大火沿一個緩慢的散步整個行程。多數(shù)大型車輛，如這些使用，因為在履帶上的金屬連接軌道有非常大的力量
在一個更實際的規(guī)模為移動機器人，用聚氨酯皮帶
模內(nèi)鋼筋的驅(qū)動鏈輪和模內(nèi)鋼齒
牽引正逐漸取代全金屬履帶。較小的尺寸可以使用固體聚氨酯皮帶，沒有鋼可言。聚氨酯皮帶重量更輕，更耐用，如果大小合適。他們造成較大規(guī)模的硬質(zhì)表面的道路損壞極小。如果設(shè)計得當(dāng)，并尺寸，它們可以是非常有效的，雖然不像機械效率的輪式車輛。他們不舒展，生銹，或需要象金屬連結(jié)履帶似的任何保養(yǎng)。
更大的表面積在與地面接觸的情況下，允許較重的同樣大小的車輛，而不增加地面的壓力，這有利于更重的載荷或更多變形。即使是很重的M1A2有大約82公斤帕斯卡地面壓力（大致相同壓力大的人站在一英尺）。在標(biāo)尺的相對端的BV2064-履帶車具有 只有十千帕斯卡地面的壓力。這種低接地比壓允許BV206也趕了過來，并通過沼澤，沼澤，或軟雪 即使人們陷入麻煩。然而，本BV206不具有的最低壓力。保留用于車輛 專門為在細(xì)雪地上的使用而設(shè)計的。這些車輛有壓力低至5千帕。這是比壓力更一點 由一個一升瓶可樂施加在一個表中。
相較于輪式傳動系統(tǒng)，履帶驅(qū)動裝置可以似乎是該車輛的相對大的部分。鏈輪，托輥，和履帶內(nèi)側(cè)車輪離開任何小體積的部件。這里有點誤導(dǎo)，因為與傳動系的輪式車輛縮放判斷同樣大小的障礙，作為一個跟蹤裝置，懸掛組件占用幾乎相同的體積。在事實上，一個6輪式搖臂轉(zhuǎn)向架懸掛的體積大約是相同履帶單元時可轉(zhuǎn)讓的障礙高度是基線參數(shù)。
履帶車輪上的優(yōu)勢是可轉(zhuǎn)讓的裂縫寬度。在這種情況下，履帶顯然是更好的。長期接觸面允許車輛延伸出了一個裂縫的邊緣，直到前履帶接觸的相反側(cè)為止。輪式車輛，即使有八個輪子，只會掉入裂縫的之間的差距 車輪不能支持車輛的中間的裂縫的邊緣。納入一個六輪搖臂轉(zhuǎn)向架懸掛聰明的機制在第四章中所示是一個解決這個問題，但需要更多的運動部件和另一個驅(qū)動器。
為了簡化構(gòu)建履帶機器人，還有一些制造企業(yè)建造設(shè)備的底盤。所有這些功能于一身的驅(qū)動裝置，只需要把電源和控制系統(tǒng)添加到驅(qū)動單元。他們是非常強大的，并提出了大量的各種款式，作出了鋼鐵和橡膠履帶。幾乎所有都是液壓驅(qū)動的，但也有少數(shù)幾個旋轉(zhuǎn)抽可由電動機電動輸入。制造出來的尺寸不小于1m，但對于較大的機器人，他們應(yīng)該在設(shè)計中予以考慮 因為設(shè)計他們的公司了解履帶設(shè)計和起落架，它們是強大的，它們構(gòu)成一個螺栓固定的解決方案 ，他們所述的履帶式移動機器人的有更復(fù)雜的系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)向履帶車輛
履帶式車輛的轉(zhuǎn)向基本上是一個簡單的概念，帶動一個履帶比其他車輛轉(zhuǎn)彎速度更快。這跟一個滑移轉(zhuǎn)向的輪式車輛是完全一樣的。它也被稱為差速轉(zhuǎn)向。該在履帶式車輛側(cè)滑的功率要求是大致相同的，或許有點高，作為一個四輪滑移布局。由于在早期版本履帶式車輛的就有剎車的使用要求，最簡單的方式是通過降低一個軌道引導(dǎo)該側(cè)制動。
幾個新的布局改善這種驅(qū)動和制動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)?？刂泼總€履帶的速度直接添加第二主驅(qū)動源，但精細(xì)的轉(zhuǎn)向和速度由人控制。第二改善驅(qū)動和制動轉(zhuǎn)向使用一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)，第二差動驅(qū)動由它自己的馬達(dá)驅(qū)動。這方面的一個輸出差被直接連接到主差的輸出;另一種是交叉連接到主差的另一個輸出軸。不同的轉(zhuǎn)向電機的速度變化的兩個履帶的相對速度。這就達(dá)到精細(xì)的轉(zhuǎn)向控制，但是相當(dāng)復(fù)雜。
用于轉(zhuǎn)向履帶車的另一種方法是使用一些外部導(dǎo)向裝置。使用這種類型的系統(tǒng)是最熟悉車輛是常見的雪移動。這是一個跟蹤單獨控制布局。用于空氣凈化不僅僅是雪，滑雪板可以被車輪替換。
一個指導(dǎo)方法，它可以改善流動性，這叫掛接轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。這種布局有兩個主要的部分，都是履帶，這是通過一個接頭，該接頭允許控制運動中至少有一個連接方向。它合并彎曲車輛在中間，使其轉(zhuǎn)了一個彎。這是因為用于輪式前端裝載機相同的系統(tǒng)。這樣可以進(jìn)一步有助于系統(tǒng)的移動性，如果自由的第二度，它允許對橫向支點共同控制?；虮粍舆\動在幾乎相同的位置轉(zhuǎn)向接頭。
同樣的方法，減少轉(zhuǎn)向動力上防滑轉(zhuǎn)向輪式車輛可以應(yīng)用于履帶，即，降低了懸浮液軌道的中間位置。這具有提高的端部的作用，減少了需要打開電源時他們周圍的打滑。因此這降低了履帶的主要履帶，有更多的地面接觸面面積，這不經(jīng)常被納入履帶式車輛的。
各種履帶的制作方法
履帶的制作有許多不同的方式。早期的履帶幾乎是全鋼結(jié)構(gòu)，因為這是所有是可利用的和足夠強大的。由于聚氨酯等非常堅硬的橡膠的出現(xiàn)，履帶就不用鋼制作了。全鋼履帶是非常沉重和裝在更小的車輛上，這可能是一個很大的問題。較大的車輛或車輛去高負(fù)荷的承載，鋼聯(lián)履帶可能是最好的解決方案。有至少六個不同的的履帶制作技術(shù)。
?所有鋼鉸鏈接
?帶有可拆卸聚氨酯墊路鋼鉸鏈?zhǔn)芥溄?
?固體聚氨酯
?聚氨酯與預(yù)埋鋼筋受拉構(gòu)件
?聚氨酯與預(yù)埋鋼筋受拉構(gòu)件和外部鋼
鞋（有時稱為夾板）
?聚氨酯與預(yù)埋鋼筋受拉構(gòu)件和預(yù)埋鋼板
橫向驅(qū)動梯級帶整體導(dǎo)牙
全不銹鋼鉸鏈連接的履帶（圖5-1）似乎是最堅韌最難被擊敗的設(shè)計，但這種設(shè)計有幾個缺點。碎片可以被夾履帶移動連接的地方，可以卡住履帶。一個解決此問題的方法盡可能使安裝的鉸鏈點就在履帶上。這降低了履帶的外部表面開啟，該值與關(guān)閉，減少壓帶卷的大小。這是一個微妙而重要的鋼軌道設(shè)計的一部分。這降低了支點如圖5-2所示。
履帶式車輛，甚至自主機器人，某個時刻會在一些已經(jīng)修好的路上的行駛，全鋼制履帶損壞路面。安裝聚氨酯墊中的鏈接履帶已經(jīng)解決了這個問題。這些墊被設(shè)計，容易被更換。這些墊在履帶上用鏈接螺栓或膠粘劑連接的特殊連接當(dāng)用壞的時候能夠拆掉和替換
。圖5-3顯示了一個額外的口袋為降低的樞軸連接聚氨酯車輪
完全去除夾點的方法是是履帶成一片。這和聚氨酯履帶是一樣的。沒有夾點 ;履帶是一個踏板或不帶踏板的連續(xù)的環(huán)帶，將履帶由成聚氨酯制作是在路上最多用的 ，。這是非常艱難的，相對高的摩擦相比，鋼，而且價格便宜。同時，它也 不損壞道路。諷刺的是，如果需要更高的牽引力，鋼 夾板可以用螺栓固定到氨基甲酸乙酯。就像鋼聚氨酯墊路 軌道，鋼的鏈接通常設(shè)計為可移除的。
大多數(shù)聚氨酯履帶的使用本身太有彈性。這
弱點是由在鋼電纜上制作聚氨酯來克服的。該鋼被氨基甲酸酯完全覆蓋，所以沒有腐蝕的問題。鋼消除拉伸，并且給系統(tǒng)增加了一點重量。甚至有了更高的強度，淬火鋼橫桿被模制到履帶。這些桿的形狀和位置，有利于在驅(qū)動器上的齒鏈輪可以直接在他們上面推動。這給出了聚氨酯履帶較大的拉力強度，并延長其使用壽命。系統(tǒng)的又一變型，是在這些棒伸向軌道的外側(cè)加強胎面。這是用于聚氨酯中最常見的布局 跟蹤工業(yè)車輛。如圖5-4所示的橫截面 這種布局
履帶形狀
由驅(qū)動鏈輪，惰輪和車輪的作品形成的基本履帶在使用中工作的很好，但也有可以做簡單的事情 修改此長方形的形狀，以增加其流動性和穩(wěn)定性。流動性可以通過升高前面的履帶來提高，這有助于前面 能夠跨越更高的障礙。穩(wěn)定性可以通過移動易損部件來增強 ，如驅(qū)動鏈輪，遠(yuǎn)離可能不利的位置。這些改進(jìn)可以應(yīng)用到任何履帶設(shè)計，但并非必要用在變量或重新配置的履帶。
提高流通障礙高度最簡單的方法是使該系統(tǒng)較大的前輪。該方法一點也不不增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且事實上可以通過消除履帶返回路徑的托索輪組來簡化。此布局，當(dāng)帶定位于前軸驅(qū)動鏈輪，還結(jié)合提高了驅(qū)動系統(tǒng)。這減小了損壞的幾率驅(qū)動鏈輪及相關(guān)零部件。第一次世界大戰(zhàn)的許多早期的坦克用這個履帶形狀
另一種提高履帶的端部方法是使他們進(jìn)入坡道。加入坡道可以增加車輪的數(shù)量和移動部分的數(shù)量，但是它們可以大大增加流動性。斜坡前面是常見的，具有明顯的優(yōu)勢，抬高背在狹小的空間需要備份運行時，可以幫助移動越過障礙。如圖5-5（A-D），坡道是通過提高驅(qū)動器和/或惰輪輪齒來比車輪高兒創(chuàng)建的。一些這樣的設(shè)計增加軌道系統(tǒng)內(nèi)的體積，但這種量有可能用于由機器人的其它部件。
多個公司已經(jīng)設(shè)計并且建立了形狀可以改變的履帶系統(tǒng)，可以改變形狀。這些可變幾何形狀履帶系統(tǒng)上使用的履帶比大部分履帶更加靈活，這使得它可以使彎曲周圍較小的鏈輪和惰輪更靈活 ，并在兩個方向上彎曲。車輪通常通過一些常用的懸浮系統(tǒng)直接安裝在底座，但是惰輪安裝在一個臂，這樣可通過改變前斜坡的形狀弧移動。第二張緊主臂的所有位置，惰輪必須納入履帶系統(tǒng)保持張力
當(dāng)系統(tǒng)高度被包含在方程中時，這種差異會產(chǎn)生非常好的機動性。因為存放高度相比于轉(zhuǎn)讓障礙物高度比較小。在有效延長履帶，除了一個重心移動機構(gòu)，使車輛有跨越更寬的裂縫的能力。有了這個概念，簡單的實現(xiàn)中，可變幾何形狀的履帶系統(tǒng)是用于移動機器人驅(qū)動系統(tǒng)的好選擇圖5-6（A-B）示出一種布局的可變幾何形狀履帶系統(tǒng)。還有許多人是可能的。
因為它可以同時傳輸拉力的履帶和驅(qū)動扭矩，驅(qū)動鏈輪（和相關(guān)的驅(qū)動機構(gòu)）是最脆弱的移動的履帶系統(tǒng)的一部分。它們可以位于履帶的前面或后面，然而它們通常是在后向這樣讓他們遠(yuǎn)離難免和前面的車輛發(fā)生碰撞。當(dāng)被路面上的一些東西撞擊時，提高鏈輪離地的高度，脫掉鏈輪避免有可能造成的損害，這些修改都將導(dǎo)致在一個共同的履帶的形狀，如圖在圖5-5C。
擴展履帶式車輛的移動性的簡單方法是，讓汽車的底盤或車身有一個斜度。靜斜坡延伸了在前面和上面的履帶滑動設(shè)置障礙，這樣就比履帶高了。這使得該車的跨越障礙的能力比使用非移動的移動性系統(tǒng)部分更高 ，一個巧妙的方法。
履帶懸掛系統(tǒng)
驅(qū)動鏈輪和從動輪之間的空間必須是均勻地支撐在地面上，以實現(xiàn)最大的履帶最大的價值。這可以以幾種方式之一來完成。這些方法之間的主要差別是傳動效率，復(fù)雜性和。對于特別長的履帶的行駛特性，頂板也必須被支撐。但是，這通常是一個簡單的被滾子，或者是驅(qū)動鏈輪和惰輪之間的均勻間隔。
主要類型的地面支撐方法
?導(dǎo)向葉片
?固定車輪
?搖臂車輪對
?安裝在彈簧車軸車輪
導(dǎo)向葉片是簡單的軌道，通常是設(shè)計成履帶上的鏈接，騎在V形導(dǎo)向接收器。他們可以不斷延伸從一端到另一端，因此沿其整個長度支撐的履帶是最有效的。不幸的是，它們也相當(dāng)?shù)托У?，因為有長的滑動表面，其不能實際意義上的潤滑。對于剩下的車輛，他們也產(chǎn)生了刺耳的行駛。
一步從導(dǎo)向葉片是固定車輪（圖5-7）。這些都是對短截線，軸車輪牢固地安裝到機器人的底盤。車輪可以相對于履帶較小，因為繼續(xù)前行的東西只是履帶光滑的內(nèi)表面。他們也產(chǎn)生刺耳的行駛，更何況比導(dǎo)向葉片，但他們更高效。固定滾輪對于一個機器人身上強大的履帶系統(tǒng)是一個不錯的選擇因為乘坐的舒適性并不那么重要，在較低的速度，因為在車輛上只載著一個人。
顛簸不會妨礙履帶的效率，但是，由于在崎嶇地形，底盤上下移動。想減少這種情況，在高速行駛時是特別有益的，和搖桿布局輪式車輛的使用幾乎是在履帶上一樣有效。滾筒是成對安裝在驅(qū)動鏈輪和惰輪之間的搖滾輪。搖滾輪（圖5-8）允許履帶走崎嶇不平的地形 ，降低了機器人底盤的垂直運動。履帶的仔細(xì)張緊是與可動車輪必不可少的。
最復(fù)雜，高效，平穩(wěn)通過安裝制作在車輪上的懸掛車軸。主要有三種類型的懸掛的系統(tǒng)中普遍使用。
?扭簧縱向控制臂
?縱向控制臂加螺旋彈簧
?鋼板彈簧搖臂
拖臂上的扭簧在圖5-9顯示，這是一個簡單的裝置，以扭轉(zhuǎn)一堆鋼棒，其拖拽臂一端相連的。它的名字是因為托臂支持他們把點的輪徑，通過扭轉(zhuǎn)彈簧，在底盤。車輪安裝到縱力對車輪推臂上，扭鋼棒。這個系統(tǒng)是很受歡迎的，20世紀(jì)40年代和50年代用古老的大眾甲殼蟲支撐前面的車輪。它也被用在了阿爾維斯的堅定，更詳細(xì)的描述在第四章。
還可以支持拖曳臂用的螺旋彈簧的端部，或這或許可以產(chǎn)生線圈過度沖擊懸掛系統(tǒng)，他比任何履帶系統(tǒng)（圖5-10）都能夠產(chǎn)生更加光滑的車程。這個震動也可添加到扭臂懸架系統(tǒng)。該螺旋彈簧在扭轉(zhuǎn)懸架的優(yōu)點在于，負(fù)載支承在彈簧非常接近負(fù)載點，減少力和力矩的拖曳臂。這可以降低懸架系統(tǒng)的重量，并使系統(tǒng)更加內(nèi)部的履帶體積，而不是內(nèi)部的底盤。
搖臂系統(tǒng)的簡單變化將代搖桿鋼板彈簧（圖5-11）。這簡化了震動搖桿，并產(chǎn)生更加平穩(wěn)的移動，彈簧通常很僵硬，因為搖桿手臂的擺動運動仍然允許車輪做大的動作。就可加裝到搖臂懸掛系統(tǒng)，如果目前搖臂不能使運動足夠平穩(wěn)，僅在一側(cè)的輪轂,使車輪在彈簧的兩側(cè)減小產(chǎn)生的扭矩。圖5-11顯示雙輪。
履帶系統(tǒng)布局
一條履帶傳動系統(tǒng)
被視為最簡單的布局是只使用一條履帶。這種布局是實際上存在至少一種形式，流動性是相當(dāng)不錯的，最常見的市售履帶車輛的形式是雪移動。雖然這些車輛是專門為雪地使用而設(shè)計的，具有更換滑雪板輪轂的功能，并且他們可以用于硬表面上，在雪地賽道應(yīng)用相當(dāng)廣泛。能夠盡可能地降低接地壓力，但是輪式布局非常適合較窄的履帶。