文档介绍：中国人民解放军炮兵学院
毕业设计
军用爬楼机器人运动学分析及遥控装置的设计
姓名: 学号: 0
专业: 机械工程及其自动化选题方向:特种作战装置设计
指导教员:
教研室: 机械工程教研室
设计提交日期: 设计答辩日期:
答辩委员会主席:
评阅人:
2011年月日
摘要
楼梯是人造环境中的最常见的障碍,也是机器人移动作战最难跨越的障碍之一。本论文主要研究爬楼机器人行走机构的结构设计。在深入分析爬楼机构及其攀爬对象的基础上,设计了相对优势较明显的轮组结构爬楼机器人。对机器人小车的运动学模型进行分析,论证。
本文介绍了具有四角行星轮驱动系统的爬楼小车,在路况良好的情况下,运动子轮平稳行驶,遇到小型障碍四角机构自动翻转轻松翻越障碍。四角轮式系统能适应不断变化的地面特性,攀越楼梯等复杂障碍,具有极强的机动性、灵活性和地面适应性。通过对爬楼小车运动学和动力学分析。设计了小车的遥控装置,对车载可附属设备进行了简单介绍。论文所作的工作,为进一步设计结构性能更优,控制智能更高的爬楼机器人搭建了良好平台。
关键字: 行星轮机器人运动学遥控器
目录
摘要 1
1 绪论 1
1. 1课题研究的目的和意义 1
1. 2移动机器人的发展概况 1
2
2 爬楼机器人结构原理 3
2. 1爬楼梯机器人总体方案设计 3
3
2. 1. 2爬楼机器人的总体方案 4
2. 4
4
2. 2. 2爬楼机器人结构设计 5
2. 2. 3小车物理样机设计参数 6
6
3爬楼梯机器人小车的运动学建模及通过性分析 7
3. 1爬楼机器人运动学分析 7
7
3. 1. 2机器人模型的运动学分析 8
9
3. 2. 1可跨越最大垂直障碍高度 9
3. 2. 2最小转弯半径 10
4 小车遥控装置设计 10
10
12
红外线遥控装置的发送器 13
红外线遥控装置的接收器 14
5 车载装置 15
16
16
6 结束语 16
参考文献 17
附录 17
1 绪论
自盘古开天辟地,人类诞生以来,人们就一直用智慧开辟着完美的生活!进入崭新的21世纪,人类除了致力于自身的发展外,还十分关注机器人、外星人和克隆人等问题。机器人正是本论文研究的对象。
“机器人”这人名词对许多人来说,并不陌生。从古代的神话传说,到现代的科学幻想小说,戏剧,电影和电视,都有许多关于机器人的精彩描绘。而且越来越多的机器人出现在我们的生活生产中,更多科学工作者和业余爱好者也投入到机器人研究的行列当中来。
机器人应用范围遍及工业、水利科技和国防的各个领域。在“机器人王国”日本,一直拥有全世界60%左右的机器人,工业机器人应用于最多的工业部部门依次为家用电器制造、汽车制造、塑料成型、通用机械制造和金属加工等工业,而且正应用于更多的新领域中。在军事领域,机器人的广泛应用也成为了不可阻挡的军事变革趋势,在新的历史条件和世界格局下,可以说机器人正在也必将代替人类完成更多军事任务。
1. 1课题研究的目的和意义
随着美军参与实战的机器人士兵现身近几场战争,军用机器人进入了实用化阶段,无人战斗装备将成为减少军队伤亡、节省军费开支的有效手段。在我国,警用保安机器人已进入实用化阶段,但军用机器人的研制大多还处于论证阶段,鉴于我国面临的严峻国内国际形势,为了在未来“信息及尺度不均衡战争”中能与敌实施有效的抗衡,尽早开展高机动性、强适应性、低成本智能无人地面武器机动平台技术的研究,对于军事作战、反恐、捍卫国家主权和领土完整有着重大的现实意义。
越障机器人的研究,对适应未来战场需要,扩展作战空间,完成广袤战场的侦查,顺应瞬息万变的高技术战场环境具有重大意义。另外,越障机器人还可用于工业中的一些险难作业,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。楼梯是人造环境中的最常见的障碍,也是最难跨越的障碍之一,爬楼梯机器人的研究是解决当前全自主机器人在非结构环境下正常工作的重要环节之一。爬楼梯机器人可应用于危险环境探查、侦察、救灾、导盲、助残、搬运、清扫、维修、安装等作业,其实际意义重大。
1. 2移动机器人的发展概况
机器人一词最早使用是在1920年捷克作家卡雷尔·查培克的剧本《罗萨姆的万能