1、機械結構設計與仿真機械結構設計與仿真姓姓 名：名：同組人：同組人：割草機器人割草機器人1.背景介紹2.總體方案設計3.驅動電機選型4.減速器結構設計5.割草機構設計6.萬向輪選型7.動畫仿真目目 錄錄1.1.背景介紹背景介紹 隨著社會經濟的發展，城區綠化程度也隨之提高，大量的公園草坪，足球場草坪等公共綠地需要進行維護，其中草坪修剪工作最為繁重。 傳統做法：人工操作割草機器進行修剪。缺點：勞動強度大 重復性強，工作枯燥 浪費人力、物力和財力 為了改變這一現狀，一種全自動智能割草機順勢而生。1.1.背景介紹背景介紹 “智能割草機器人”概念的提出：1997年 OPEI年會 早期的割草機器人20世紀5

2、060年代依靠人工遙控作業，具有一定智能性為智能割草機器人的發展提供了基礎 割草機器人是集環境感知、路徑動態規劃和行為控制等多種功能于一體的綜合機器人系統。 與傳統的草坪修剪機械相比，割草機器人的優點： 1.割草機器人可自主工作 2.割草機器人具有較高的安全性 3.割草機器人更利于環境保護 國外研究現狀國外研究現狀 已進行十幾年的研究，并取得一定的成果，相關產品已投入市場， 但尚處于中等智能水平。Friendly Machines公司的Robomow1.1.背景介紹背景介紹 重約22 kg，體積為89 cm65 cm31.5 cm，驅動電源為兩枚24V、17Ah的免維護鉛酸電瓶。采用三輪小車為

3、本體，后輪用兩個不同的直流電機驅動，前輪為起導向作用的萬向輪，前端搭載了3個150W的高速電機控制割刀，能形成寬53 cm左右的切割區域，割刀的最大特點是可將割下來的草莖粉碎成3 mm以下的碎草沫,形成天然的肥料再釋放回草坪中去 國外研究現狀國外研究現狀 瑞典Electrolux公司的Husquava Auto Mower1.1.背景介紹背景介紹1、采用四輪結構的驅動，后兩輪差動驅動，前兩輪 為萬向導向輪。2、采用了更多的適合于草坪切割作業的設計： a.帶有齒狀突起的大尺寸驅動輪可驅動AutoMower 更可靠地在粗糙的草坪上行駛。 b.外殼采用整體懸掛的安裝方式，可以迅速捕捉到 任何對外殼的

4、碰撞信號。 c.割草高度可直接通過機器人頂部調節。 國外研究現狀國外研究現狀 帶太陽能電池板的Husquava Auto Mower1.1.背景介紹背景介紹 佛羅里達大學的LawnNibbler已經進入到了第3代的研究主要的研究領域是實現具有自主學習能力的智能割草機器人，比如通過學習自動識別花、寵物等障礙和學習全區域覆蓋策略等方面。國內研究現狀國內研究現狀 起步晚，參與研究的單位少，但仍取得一定成果。南京理工大學MORO移動割草機器人江蘇大學研制的割草機器人1.1.背景介紹背景介紹2.2.總體方案設計總體方案設計輪式類型：三輪式、四輪式、六輪式等優點：結構簡單 運動靈活 能實現零半徑轉彎 2.

5、1驅動方式的選驅動方式的選擇擇運動方式：輪式、履帶式驅動方式選擇：三輪差動式2.2.總體方案設計總體方案設計 2.2總體機械結構設計總體機械結構設計 1.萬向輪 2.割草機構 3.驅動輪 4.驅動電機三維模型2.2.總體方案設計總體方案設計 2.3相關技術參數相關技術參數1.整體尺寸長寬高=600400295mm2.兩驅動輪直徑200mm，寬度20mm3.萬向輪直徑150mm，寬度43mm4.兩驅動輪輪距為424mm5.萬向輪與兩驅動輪間距為390mm6.底盤距地面高度為82.5mm7.小車車體重量約20kg，預計行走速度0.5km/h8.車體材料：硬質鋁合金（強度適中，密度小）3.3.驅動電

6、機選型驅動電機選型3.1后輪驅動電機選型后輪驅動電機選型 經簡單計算，單個電機所需電機功 率約為50W，轉矩15kgcm，另外根據電 機的實際工作環境，選擇直流伺服電機，基本參數如下： 型 號：安川SGMJV-01ADKD6S 額定輸出：100W 額定轉矩：0.318Nm 額定轉速：3000r/min 1rvkMptt 根據公式：3.3.驅動電機選型驅動電機選型 3.2割草機構電機選型割草機構電機選型 割草機器人的割草機構所需轉速大約為600-1200rpm，選擇直流伺服電機，基本參數如下：型 號：安川SGMJV-02ADD6S額定輸出：200W額定轉矩：0.637Nm額定轉速：3000r/min4.4.減速器結構設計減速器結構設計 選定割草機器人的移動速度約為0.5km/h，兩驅動輪直徑為d=200mm，則后輪轉速：min31360106r/.dvnr 所選電機轉速為3000r/min，故選擇減速比約為225的減速箱。 因同步帶傳動具有傳動比恒定，效率高，軸間距離自定等優點。所以采用同步帶進行減速。5.5.割草機構設計割草機構設計割草機構三維圖1.電機外套 2.電機 3.電機和刀