有轨装车机机行走机构设计分析.doc

### 有轨装车机行走机构设计分析 #### 摘要解读与研究背景 本文主要探讨了一种新型有轨行走机器人的设计与分析。该机器人具有较强的移动能力和适应复杂地形的能力，能够在室内环境中上下楼梯、跨越障碍，在室外非结构化地形中也能自如行动。这种机器人通过搭载不同类型的设备或仪器，可以广泛应用于救援、抢险、防爆、科学研究以及军事等多个领域，显示出巨大的应用价值。 #### 机器人的结构特点 - **便携式设计**：本研究提出了一种3自由度的便携式机器人设计方案。 - **模块化结构**：机器人整体分为三个部分，并采用了模块化设计，使得机器人易于拆卸和维护。 - **结构优势**：相比同类机器人，本文设计的机器人在机械结构上确保了更优越的有轨行走性能、跨越障碍物的能力以及路面适应性能。 #### 小型地面移动机器人的现状与发展 - **现状分析**：当前，小型地面移动机器人因其体积小、机动性强、适应环境能力强等特点而受到广泛关注。 - **发展趋势**：然而，机器人的小型化与其有轨行走能力之间存在着一定的矛盾，这成为限制其实际应用的一个重要因素。因此，提高机器人的有轨行走性能成为了研究的热点问题之一。 #### 机器人设计的关键技术点 1. **驱动模块设计**： - 对驱动模块的设计方案进行了深入分析，并详细推导了结构相关参数的优化过程。 - 提出了基于行星轮的驱动模块作为有轨行走机构的核心组成部分。 2. **车体框架结构设计**： - 综合考虑现有运载平台的特点，提出了多种车体框架结构方案，并进行了比较与筛选。 - 最终确定了采用行星轮驱动模块配合链接式结构的车体框架作为整体设计。 3. **受力分析与性能评估**： - 对行星轮链接式底盘在不同地形下的受力情况进行推导分析。 - 定义了与有轨行走相关的参数，并对其在斜坡行驶、攀越台阶等情况下的约束条件进行了分析。 - 通过将单级台阶的有轨行走过程细分为多个阶段进行受力分析，确定了有轨行走高度与车体结构参数之间的关系。 4. **虚拟仿真与实验验证**： - 利用ADAMS软件建立了虚拟模型，并进行了仿真实验以优化样机的车体结构参数。 - 通过实体制作和性能测试，验证了理论分析的正确性和可行性。 5. **控制系统设计**： - 针对上述有轨行走性能的需求，设计了相应的控制系统，并提出了具体的实现方案。 #### 结论与展望 - **结论**：经过一系列性能测试，本文设计的新型有轨行走机器人展现出了良好的有轨行走性能。其采用的行星轮链接式底盘成功地结合了轮式和履带式底盘的优点，同时避免了两者的不足之处。 - **展望**：通过对比试验结果与设计指标，发现了理论分析与实际设计中需要改进的地方，为后续研究提供了明确的方向。未来的研究将进一步优化机器人的结构设计，提升其在复杂环境中的适应能力和性能表现。