輪式移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計
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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
目 錄
1 前言··························································(2)
2 機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方案設(shè)計········································(5)
2.1 機(jī)器人運(yùn)動方式的選擇··········································(5)
2.2 輪式機(jī)器人驅(qū)動方案設(shè)計········································(9)
2.2.1輪式機(jī)器人驅(qū)動輪組成······································(10)
2.2.2輪式機(jī)器人轉(zhuǎn)向輪組成······································(11)
2.2.3電機(jī)選擇··················································(12)
2.2.4減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計············································(17)
2.2.5變速箱體、前車體及電池箱··································(18)
2.2.6后減震及前減震機(jī)構(gòu)········································(19)
2.2.7車輪和輪轂················································(20)
3 傳動機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計及受力分析····················(23)
3.1 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計················································(23)
3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計················································(24)
3.3 機(jī)器人受力分析及如何保證加速度最優(yōu)····························(24)
4 輪式移動機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)分析······························(26)
4.1 輪式式機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)建?!ぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぃ?6)
4.2 阿克曼約束的機(jī)器人運(yùn)動模型····································(29)
5 輪式移動機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計·······················(32)
5.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計··············································(32)
5.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計··············································(34)
5.2.2上位機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計····································(34)
5.2.3下位機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計····································(34)
6 結(jié)論··························································(36)
參考文獻(xiàn)·························································(37)
致謝······························································(38)
1 前言
移動機(jī)器人的研究始于上世紀(jì)60年代末期,隨著計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)以及信息處理技術(shù)的發(fā)展,移動機(jī)器人已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、保安巡邏等行業(yè)。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,它應(yīng)該說是一個科學(xué)技術(shù)發(fā)展共同的一個綜合性的結(jié)果,也同時,為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了一個重大影響的一門科學(xué)技術(shù),它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中,各國加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)的投入,就加強(qiáng)了本國的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。另一方面它也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必然結(jié)果,也是人類自身發(fā)展的必然結(jié)果,那么人類的發(fā)展隨著人們這種社會發(fā)展的情況,人們越來越不斷探討自然過程中,在改造自然過程中,認(rèn)識自然過程中,實現(xiàn)人們對不可達(dá)世界的認(rèn)識和改造,這也是人們在科技發(fā)展過程中的一個客觀需要。
國外對于移動機(jī)器人的研究起步較早,日本是開發(fā)機(jī)器人較早的國家,并成為世界上機(jī)器人占有量最多的國家,其次是美國和德國。進(jìn)入90年代,隨著技術(shù)的進(jìn)步,移動機(jī)器人開始在更現(xiàn)實的基礎(chǔ)上,開拓各個應(yīng)用領(lǐng)域,向?qū)嵱没M(jìn)軍。前蘇聯(lián)曾經(jīng)在移動機(jī)器人技術(shù)方面居于世界領(lǐng)先的地位,俄羅斯作為前蘇聯(lián)的繼承者,在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域依然具有相當(dāng)雄厚的技術(shù)基礎(chǔ),ROVER科技有限公司把在開發(fā)空間機(jī)器人中獲得的經(jīng)驗應(yīng)用于開發(fā)地面機(jī)器人系統(tǒng),如極坐標(biāo)平面移動車、爬行移動機(jī)器人、球形機(jī)器人、工作伙伴平臺以及ROSA-2移動車等,最近的突出成果是2003年發(fā)射的火星漫游機(jī)器人一一“勇氣”號與“機(jī)遇”號。雖然國內(nèi)有關(guān)移動機(jī)器人研究的起步較晚,但也取得了不少成績。2003年國防科技大學(xué)賀漢根教授主持研制的無人駕駛車采用了四層遞階控制體系結(jié)構(gòu)以及機(jī)器學(xué)習(xí)等智能控制算法,在高速公路上達(dá)到了130 Km/h的穩(wěn)定時速,最高時速170 Km/h,而且具備了自主超車功能,這些技術(shù)指標(biāo)均處于世界領(lǐng)先的地位[1]。但是我國在機(jī)器人的核心及關(guān)鍵技術(shù)的原創(chuàng)性研究、高性能關(guān)鍵工藝裝備的自主設(shè)計和制造能力、高可靠性基礎(chǔ)功能部件的批量生產(chǎn)應(yīng)用等方面,同發(fā)達(dá)國家相比,我國仍存在較大的差距。未來研究熱點(diǎn)是將各種智能控制方法應(yīng)用到移動機(jī)器人的控制。
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