履带机器人行走机构的设计含开题及5张CAD图.zip

附件 6中期报告（学生用表）系（部）： 专业： 班级： 学生姓名 学号 指导教师 课题名称履带机器人行走机构的设计简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果： 在学校图书馆和网络上进行资料收集，研究机器人行走机构的组成，设计及其受力分析，设计的主要结构和参数基本确定，完成了一些标准件的选型及大多数零部件的设计计算工作，部分零件图设计基本完成，开始整理设计说明书，并对一些结构进行校核。存在的具体问题与解决方法：由于专业基础知识学习不够深入，设计经验欠缺，参考资料有限，设计主题思想把握不够，结构复杂，机器人越障分析有一定难度，以及内部结构中的减速器，齿轮，电动机设计细节问题还需加以细化改正。 将查阅资料的范围从图书馆上升到网络上，更加细化资料收集，找更多相关性设计进行参考。下一步工作的主要研究任务、具体设想与安排：完成履带机器人的装配图及零件图的绘制，综合参考资料，并完成毕业设计说明书。指导教师对前期工作的评价：指导教师签名：年 月 日注：1、本表可根据内容续页；2、指导教师评价及签名手写，其他内容电子版填写。附件 3任务书（指导教师用表）系（部）： 专业： 班级： 学生姓名 指导教师姓名 论文（设计）题目履带机器人行走机构的设计下达任务日期 任务起止日期 主要研究内容及方法1、掌握履带机器人的原理、结构、性能要求；2、行走机构的设计：主动轮减速机构、翼板转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构；3、履带机器人越障、爬坡能力设计。主要任务及目标1、完成履带机器人行走机构设计，包含主动轮减速机构、翼板转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构；2、用 CAD 完成履带机器人行走机构整体设计图；3、完成履带机器人行走机构主要零件图三张 2 号与装配图两张 0 号。主要参考文献1 吉 洋 霍光青 .履带式移动机器人研究现状J.林业机械与木工设备第40 卷第 10 期:7-102崔政斌 王明明 .履带式机器人的选用手册第二版M.化学工业出版社，2010.5-303毛恩荣 张红 宋正河 .车辆人机工程学第 2 版M.北京理工大学出版社，2007.53-803丁玉兰 .人机工程学第三版M.北京理工大学出版社，2010.60-734濮良贵 纪名刚 .机械设计第八版M.高等教育出版社，2010.35-4115徐飞 杨海忠 .主从履带复合式越障机器人软土行走研究J.工矿自动化2012.25-2716王松涛 朱华 .履带式煤矿救援机器人越障能力的运动学分析J.矿山机械 2012.8-10进度安排各阶段工作任务起止日期查阅文献，明确思路，完成开题3.05-3.10确定设计方法，设计系统方案、完成相关计算及总体设计3.11-3.20行走机构的设计，越障、爬坡受力分析以及车体结构设3.21-4.15进行履带、齿轮、电机的选择4.16-4.30撰写毕业设计说明书，进行零件图的绘制5.01-5.20任务下达人签名任务下达人签名任务接收人任务接收人签名签名教研室指导小组组教研室指导小组组长签名长签名系部领导小组组系部领导小组组长签名长签名注：1、本表可根据内容续页； 2、本表一式两份，学生、系部存档各一份； 3、签名需手写，其他内容电子版填写。附件 7工作中期检查记录系（部）： 专业： 班级： 姓名 学号 指导教师 毕业论文（设计）的进度如何，目前已经完成的内容，尚需完成的内容等。从选题开始，经过了收集资料，编制设计提纲，完成开题报告等论文撰写过程，现设计初稿基本完成。首先，分析了国内外机器人行走机构的发展现状，综合了国内外机器人行走方式的选择，提出了六履带机器人的设想。然后通过去图书馆收集资料，明确了设计的研究内容和研究方法，完成开题报告，制定出了任务进度时间安排。目前以完成开题报告，行走机构越障爬坡的受力分析，车体结构的初步设想以及电机、履带、齿轮的选择。毕业设计说明书的初稿，零件图、装配图的绘制尚未完成，仍需努力。检查主要内容指导教师是否到位，有无指导记录，记录情况如何等。指导老师每周指导一次，负责认真。指导记录明确，实事求是，记录情况详细。存在的问题及拟采取的方法等。目前设计内容还存在的问题主要是：在选材和进行任务说明时存在较大的问题，零件图绘制只具备初步模型，尚未成型。目前通过去图书馆借阅资料，和网上图书库进行资料进一步的查询及分析，完善自己的设计内容。阅读最近相关设计内容方面的设计论文期刊，提升自己的眼界，为以后的设计步骤做准备。毕业论文（设计）工作领导小组意见组长签名：年 月 日注：1、本表可根据内容续页；2、领导小组意见手写，其他内容电子版填写。附件 5开题报告（学生用表）系（部）： 专业： 班级： 课题名称履带机器人行走机构的设计指导教师 学生 学号 一、课题的来源及意义随着社会的发展，我们面临的自身能力、能量的局限越来越多，所以我们创造了各种类型的机器人来辅助或代替我们完成任务。机器人应用的地方变得越来越多，从单一的生产制造业发展到各行各业，甚至延伸到排爆等危险的具体工作。现在国内外都开始了对移动机器人的系统研发和设计，而移动机器人选择何种移动方式是其设计时最重要的考虑点之一。移动机器人按其移动结构可以分为腿式，轮式和履带式三大类，这三类各有其优缺点。随着移动机器人行业技术的发展，腿式机器人由于其结构和操作过于复杂，且应用的场地通常有特殊要求，因此并没有得到广泛的使用。而目前市场上的移动机器人主流仍是轮式机器人，但是同样存在着许多缺陷，最大的问题是轮式机器人对行走地面要求比较高，在松软或者是泥泞的道路上行走时极容易打滑；且移动转向的时候需要整个机器人本体转动，转弯半径较大，占用的行走空间较多。履带机器人，主要指搭载履带底盘机构的机器人，履带机器人具有牵引力大，不易打滑、越野性能好等优点，可以搭载摄像头、探测器等设备代替人类从事一些危险工作，因此对其进一步的研究是不能忽视的。履带机器人的研究给人类的工作带来了极大的方便，在灾难发生后能极大的投入到搜救中，减少人员伤亡，更好的为社会服务履带机器人的研究，很大程度弥补了我们在机器人领域的不足，为后期更好的扩展，奠定了基础。二、国内外发展状况及研究背景20 世纪 60 年代到 70 年代，想到工业机器人印入脑海的便是自动机械手。机器人移动功能的大力研究和开发是 20 世纪 80 年代以后才开始，现在作为移动机器人而研制的移动机械类型已远远超过了机械手。尤其是履带式机器人，不仅是生物体中没见过的移动形态，而且能够在复杂的环境下行进。目前美国的移动机器人的研发已经取得了突破性的进展，他们成功将该机器人应用到一些危险的环境中实际作业，还有部分移动机器人甚至开始在战争中崭露头角，代表机器人有 Packbot 机器人，Talon 机器人，NUGV 等。我国微小型机器人的研究和开发晚于西方的一些发达国家，我国是从 20 世纪 80 年代开始机器人领域的研究的。其中具有代表性的有中国科学院研制的复合移动机器人“灵晰-B”型排爆机器人，“龙卫士 Dragon Guard X3B 反恐机器人” ， “JW-901 排爆机器人”等。履带式机器人因采用履带式传动而得名。其最大特征是将圆状的循环轨道履带套在若干车轮上，使车轮不与地面直接接触，利用履带缓冲地面带来的冲击，使机器人能够适应各种路面状况。通过对国内外履带摆臂式搜救机器人的分析，可以看出履带摆臂式搜救机器人今后的发展有以下几个方面的趋势：（1）结构上，趋向小型、微型。（2）运动上，趋向全方位，更灵活，更具自主性。（3）在用途上，趋向于功能多功能化。三、研究目标及内容本研究的意义是为机器人提供一个动力输出平台，为开发各种功能的机器人提供基础平台。 此设计移动方案的选择是采用了履带式驱动结构。结构整体使用模块化设计，以便后续拆卸维修，可以适应于各种复杂的路面，并可主动控制前后两侧摇臂的转动来调节机器人的运动姿态，从而达到辅助过坑、越障等动作。经过合理的设计后机器人将具有很好的环境适应能力、机动能力并能承受一定的掉落冲击，此设计的移动机构主要由四部分组成：主动轮减速机构、翼板转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构。此设计的目的设计结构新颖，能实现过坑、越障等动作。通过在机器人机架上加装其他功能的模块来实现不同的使用功能。（1）本设计中的多功能履带式机器人主要在一些人不方便进入的小型场合使用，包括倒塌的建筑物内，灾难现场，危险灾区和坍塌煤矿等。（2）本设计之前综合考虑，该多功能履带式机器人应该具有以下功能：产品加工生产成本低，质量安全稳定，使用寿命长，结构稳固，使用便捷，方便搬运移动；（3）本设计从履带机器人底座结构设计进行详细的设计分析及计算阐述。（4）对履带机器人越障、爬坡进行受力分析（5）进行履带机器人 CAD 草图绘制，设计说明书在设计的过程中涉及大学四年所学的知识，明确了自己的设计思路，边设计一点点捡回以前的知识，在学习的过程中再慢慢改善自己的设计思路。设计中，我对履带机器人的工作原理、基本结构、性能要求进行了比较 详细的分析，针对履带机器人中采用的履带、减速器、电动机等也进行了必要的阐析。另外，为确保设计出的履带机器人能达到越障过坑等功能，我们势必还要对履带机器人的相关部件进行一些必要的校核，以最终确定此设计是否可以完成这些功能。四、本课题研究方法及进度安排通过科学家的研究和探索,目前已经形成了一些履带式移动机器人在机械结构设计、稳定性分析和控制方法方面的理论,这些理论运用到实践中后,机器人的性能有所改进,但是它们还需要进一步地完善和发展,以更好地指导实践。查阅相关文献资料，进行资料收集，进行对比，总结出设计最优方案。进度安排：3 月 05 日-3 月 10 日，收集相关资料，明确目标和研究方法，完成开题报告。3 月 11 日-3 月 20 日，按确定的设计方法，进度规划，系统的进行分析、计算及总体设计。3 月 21 日-4 月 15 日，进行行走机构的选择，越障、爬坡受力分析以及车体结构设计。4 月 16 日-4 月 30 日，进行履带、齿轮、电机的选择。5 月 02 日-5 月 18 日，毕业设计初稿，进行零件图的绘制。5 月 19 日-5 月 26 日，毕业设计终稿，修改完善毕业设计论文及零件图。五、研究方案（或实验方案）的可行性分析和已具备的研究条件（或实验条件）通过分析现有腿式机器人、轮式机器人，履带机器人的现有研究，发现履带机器人的研究任重而道远，多功能履带式机器人设计运用了巧妙的机械传动结构，利用电动机作为机器人行走的源动力，再通过稳定的减速器和链传动将电动机的动力传递给履带，使得机器人可以实现自由的行走，且多功能履带式机器人在遇到障碍物时，通过调整关节角度，使得整个运动过程更加平稳。我们在现有的单节双履带式机器人的理论基础上改良结构和运动方式，本次设计的多功能履带式机器人采用双节六履带式结构，机械结构更加优化，综合材质的选择、结构的简化，让使用者更加方便稳定的使用该移动机器人。六、参考文献1 吉 洋 霍光青 .履带式移动机器人研究现状J.林业机械与木工设备第 40 卷第 10 期:7-102崔政斌 王明明 .履带式机器人的选用手册第二版M.化学工业出版社，2010.5-303毛恩荣 张红 宋正河 .车辆人机工程学第 2 版M.北京理工大学出版社，2007.53-803丁玉兰 .人机工程学第三版M.北京理工大学出版社，2010.60-734濮良贵 纪名刚 .机械设计第八版M.高等教育出版社，2010.35-415柴鹏飞 王晨光 .机械设计课程设计指导书M.机械工业出版社，2009.82-1016吴宗泽 罗圣国 .机械设计课程设计手册第 3 版M.高等教育出版社，2010.16-237刘朝儒 吴志军 高政一 .机械制图第五版M.高等教育出版社，2006.33-459高英武 高午 辛继红 .履带式机器人的研制J.农机化研究 2002 年 11 月 第 4 期:15-2010符春生 张克义.机械制图M.北京航空航天大学出版社，2010.23-6011郑文纬 吴克坚 .机械原理第七版M.高等教育出版社，20