履带式车底检查机器人机械系统设计.doc

摘要:美国和一些西方发达国家在微小型机器人领域较早的接触并进行了科学研发，他们拥有着较为完善成熟的技术。 而在我国，机器人的研究工作开始于上世纪八十年代，与美国相比起步较晚。但是成长迅速，且国内对于机器人的需求也越来越大，尤其在一些特定需要的机器人方面。

此次设计的目的是完成车底检查，本文选用了履带式车底检查机器人来实现，拒绝了目前为止主流的探测镜检查和固定的汽车车底检查设备。本文中的机器人优势在于它可以克服各种天气带来的不确定因素，因为其具备照明灯和高像素的摄像头，可以保证彻底检查的质量而不受影响。另一方面在于此机器人配备了履带作为行走机构，可以适应在不同的路况下依然稳定的工作，适应性极强。对于车底，有了履带行走可以保证车底无死角。最重要的一点是车底检查存在一定的风险，但是引用此机器人便可解决这一问题代替人完成车底检查的任务。此设计符合机器人的发明初衷且顺应了机器人的发展趋势。

关键词 履带式机器人；车底检测；履带移动机构

目录

摘要

Abstract

1 履带式车底检查机器人总体设计方案-1

1.1 履带式车底检测机器人的运动特性-1

1.1.1 平面运动-1

1.1.2 自撑起及涉水-1

1.1.3 越障-2

1.2 机器人的整体机械结构设计-2

1.3 履带式车底检查机器人的技术要求-3

1.4 主要机构的工作原理-4

2 机器人车底检查系统分析-5

2.1 检查系统-5

2.2 车底检查图像处理系统-5

3 机器人移动平台主履带电机的选择-6

3.1 机器人在平直的路上行驶-6

3.2在斜坡上形行驶-6

3.3机器人的多姿态越阶-7

4 移动机构的分析及其选择-8

4.1 传统常用的移动机构-8

4.1.1 轮式移动机构特点-8

4.1.2 腿式移动机构特点-8

4.1.3 履带式移动机构特点-9

4.1.4 履、腿式移动机构特点-9

4.1.5 三种移动机构性能对比-9

4.2 本文中的机器人所采取的移动机构-10

5 履带部分设计-10

5.1 履带的选择-10

5.1.1 所需功率的计算-11

5.1.2 选择带的型号并确定节距-11

5.2 主从动轮直径的确定-13

5.3节线长度的确定-14

5.4 设计功率为时带宽的确认-15

5.4.1 同步带的基准额定功率的计算-15

5.4.2 计算出主动轮啮合齿数-16

5.4.3 实际所需带宽的计算及确认-16

5.5 计算功率的校核-17

5.6 本文所选XH带的物理机械性能-17

5.7 驱动系统中的履带主从动轮设计-18

5.7.1 主从动轮材料的分析选型-18

5.7.2 履带轮形状及主要尺寸的确定-18

5.7.3 轮的齿形及其齿面宽度的设计-18

5.7.4 履带轮公差范围的校核-20

5.8 副履带结构的确定-20

5.8.1 副履带带宽的计算-21

5.8.2 副履带为H带时的基准额定功率-21

5.8.3 副履带中心距的范围及选择-21

5.8.4 副履带节线长度的确定-21

6履带翼板部分设计-23

6.1 履带翼板的作用-23

6.2 履带翼板设计-23

总  结-24

致谢-25

参考文献-26