畢業設計履帶式移動平臺底盤設計學生姓名：學號：機械工程系系部：機械工程系機械設計制造及其自動化專業：機械設計制造及其自動化指導教師：二零一五年六月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。本人簽名：年月日

畢業設計任務書設計題目：履帶式移動平臺底盤設計系部：機械工程系專業：機械設計制造及自動化學號：學生：指導教師（含職稱）：1．課題意義及目標學生可以通過這次的畢業設計，運用所學過的一些基礎知識，深入了解移動平臺中履帶的結構形式、移動機構的運動協調原理，移動機構的運動學及動力學模型等方面的知識，并且熟悉移動平臺的設計規范、計算方法及設計思想等內容，為學生畢業后從事相關工作打好基礎。2．主要任務（1）了解機械產品的設計方法。（2）確定移動平臺的總體設計方案。（3）移動平臺底盤機械結構設計。（4）傳動系統設計。（5）動力系統設計。（6）關鍵零部件的分析與校核。（7）完成相應的工程圖。（8）撰寫畢業論文。結構完整，層次分明，語言順暢；避免錯別字和錯誤標點符號格式符合機械工程系學位論文格式的統一要求。3．主要參考資料[1]潘駿，段福斌，楊文華，吳立軍.機械設計基礎[M].南京大學出版社，2007.05.[2]仲崇慧，賈喜花.國外地面無人作戰機器人發展概況綜述[J].機器人技術與應用,2010.[3]喬中蓮，張治民.坦克履帶的應用及其發展[J].裝備與技術.2005(6).[4]王琦，翟宇毅，謝少榮，羅軍等.特種機器人[M].北京:化學工業出版社，2006.設計各階段名稱起止日期1查閱文獻，了解研究目的意義，完成開題報告2014.12.01至2014.12.312了解移動機器人底盤的結構形式2015.01.01至2015.03.103完成機器人底盤的設計2015.03.11至2015.04.304完成相應的工程圖設計說明書等整體設計2015.05.01至2015.05.155撰寫畢業設計說明書，準備答辯2015.05.16至2015.06.104．進度安排審核人：年月日 (式5.SEQ(5-\*ARABIC52) (式5.SEQ(5-\*ARABIC53)則，移動機器人平地直線運動的平衡方程為： (式5.SEQ(5-\*ARABIC54)且,,，所以： (式5.SEQ(5-\*ARABIC55)通過計算可得，機器人要達到最大速度則電機經過減速器后輸出的極限扭矩為。由電機經過減速器后輸出的極限扭矩可以得到電機需要提供的極限轉速為：(式5.SEQ(5-\*ARABIC56)5.2.2爬坡速度的驅動電動機功率計算爬坡能力也是一個衡量移動平臺驅動能力的重要指標，現在大部分機器人的工作環境都需要其有爬坡能力，所以驅動系統的設計必須充分考慮機器

人的爬坡能力。為了研究移動機器人的爬坡能力，我們可以假設移動機器人在斜坡上運動，坡度為30°，速度為0.1m/s，行駛過程不考慮空氣阻力因素。移動機器人爬坡受力情況如下圖所示：圖5.4爬坡示意圖爬坡的平衡方程為： (式5.SEQ(5-\*ARABIC57) (式5.SEQ(5-\*ARABIC58) (式5.SEQ(5-\*ARABIC59)上式中各參數意義與平地受力相同。聯立上式得： (式5.SEQ(5-\*ARABIC60)通過計算可得到，機器人在最大坡度下爬坡則電機經過減速器后輸出的極限扭矩為19.40。要使機器人在爬坡時達到的速度，則電動機變速后需要達到的轉數為。根據上面的計算結果得到，平地直線運動時機器人需要的是速度即較大的輸出轉數，而在爬坡時是較大的輸出扭矩。所以平地最大運動速度和爬坡

所需求的最大扭矩可以作為選擇電機型號的依據。通過計算為了達到爬坡速度要求，驅動電機變速后的功率為： (式5.SEQ(5-\*ARABIC61)則所需電機的輸出功率為： (式5.SEQ(5-\*ARABIC62)5.2.3直流電動機控制電機是移動平臺的動力源泉，我們應該根據移動平臺的具體參數、機械結構以及性能特點來選擇適用于本設計的電機。通過計算以及對移動平臺的參數和性能等的分析，無刷直流電動機適合本設計的移動平臺。需要兩個功率為的電動機分布在移動平臺左右兩邊，合起來總功率為。由于無刷直流電動機有壽命長，性能高，平穩性高，噪聲低等優點，同時它比其他電機功耗更小，所以適合本設計的移動平臺。電動機尺寸與參數如圖5.5所示：圖5.5電動機尺寸參數圖電動機性能參數如下表5.3所示：

表5.3電動機性能參數電壓額定電流轉速輸出功率效率24V6.5A1800r/min150W 79%

6結論對履帶式行走底盤進行設計，其主要目的是為了了解機械產品的設計方法。經過設計與計算，其動力系統采用兩個功率為的電動機，總功率為。轉速1800r/min左右，保證機構工作時有一定的工作動力。主要結論如下：(1)全面了解履帶底盤機械結構并且進行分析，計算得到一些參數，比如主動輪和從動輪的直徑，分別為和，還有中心距，節線長度；(2)設計了移動平臺的基本性能，包括驅動力為0.081kw,運動平均速度在0.5m/s左右；(3)在變速器的設計計算中，第一級傳動比，是第二級的傳動比，所以第二級選擇的齒輪參數，為。本設計移動平臺可以應對許多復雜多變且惡劣的工作環境，重量輕，體積小，機構模塊化便于拆卸而且價格便宜。對于此次設計同樣存在一些問題，如設計計算結果有待生產后，進行實際考核與驗證；整體結構需利用計算機繪圖等軟件來分析比較從而達到優化設計機構的母的，我們還可以利用計算機的仿真技術對主要的零部件進行仿真分析，以驗證合理性等。

參考文獻[1]潘駿，段福斌，楊文華，吳立軍.機械設計基礎[M].南京大學出版社，2007.05：25-61.[2]仲崇慧，賈喜花.國外地面無人作戰機器人發展概況綜述[J].機器人技術與應用,2010：20-26.[3]喬中蓮，張治民.坦克履帶的應用及其發展[J].裝備與技術.2005(6)：28-32.[4]羅軍，謝少榮，翟宇毅，王琦等.特種機器人[M].北京:化學工業出版社，2006：24-27.[5]于金霞.移動機器人定位的不確定性研究[D].長沙：中南大學信息科學與工程學院，2007：13-43.[6]劉方湖等.五輪鉸接式月球機器人的運動學建模[J].機器人，2001,23（6）：481-485.[7]蔡自興.機器人學[M].北京：清華大學出版社，2000：46-222.[8]MurphyRR.人工智能機器人學導論[M].北京：電子工業出版社，2004：81-102.[9]GordonMcComb主編.機器人設計與實現[M].北京：科學出版社，2008.[10]哈爾濱工業大學.理論力學[第六版][M].北京：高等教育出版社，2002.[11]徐國華，譚民．移動機器人的發展現狀及其趨勢[J]．機器人技術與應用，2001(3)：7-14.[12]陳淑艷.移動機器人履帶行走裝置構型與機動性能研究[D].揚州大學碩士論文.[13]張福學.機器人技術及其應用[M].北京:電子工業出版社,2000:609-610.[14]段星光，李科杰.小型輪履腿復合機器人設計及運動特性分析[J].機械工程學報,2005(8):108-113.[15]肖俊君.多姿態便攜式履帶機器人設計與分析[D].國防科技大學研究生院學位論文.[16]D.OHalloran,A.Wolf,H.Choset.Designofahigh-impactsurvivablerobot.MechanismandMachineTheory.40(2005)1345–1366.[17]RolandSiegwart,etal.Innovativedesignforwheeledlocomotioninrough

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致謝首先，我要感謝太原工業學院，感謝機械工程系對我四年的培養，讓我學到了許許多多的知識及技能，在此致以我深深的謝意。在本設計完成之后，無論我的設計是否能夠投入使用，這里面每一個方案的選擇，每一個數據的計算，每一段文本的輸入之中都有我辛勤的汗水。畢業設計的時間雖然不長，我卻從中學到了很多的東西。我