廢墟搜索與輔助救災(zāi)機器人機械部分設(shè)計

1、目錄1緒論緒論................................................................................................................................11.1概述...............................................................................

2、.....................................11.2課題設(shè)計研究的背景和意義..............................................................................11.2.1機器人高機動越障性能的現(xiàn)實需求分析...........................11.2.2機器人懸架及高性能越障三星輪的研究意義..............

3、.........11.3越障機器人的發(fā)展及應(yīng)用..................................................................................11.4典型范例展示......................................................................................................21

4、.5本文主要展開的研究設(shè)計工作..........................................................................52凸四邊形及平行四邊形懸架模型凸四邊形及平行四邊形懸架模型..................................................................................62.1障礙分析...........

5、...................................................................................................62.1.1V角度障礙...................................................62.1.2遇障分析.................................................

6、...62.2懸架模型的提出..................................................................................................72.2.1懸架設(shè)計時應(yīng)該考慮的因素.....................................72.2.2凸四邊形彈簧懸架及平行四邊形懸架模型........................92.2.

7、3機器人虛擬樣機.............................................103重點懸架桿件的運動學分析重點懸架桿件的運動學分析......................................................................................123.1攀登機構(gòu)桿件運動關(guān)系方程組的建立.................................

8、...........................12123.2桿件組幾何尺寸優(yōu)化........................................................................................13133.2.1優(yōu)化模型建立................................................133.2.2優(yōu)化目標函數(shù)求解及最優(yōu)化解......

9、............................164高機動越障輪高機動越障輪——三星輪的設(shè)計三星輪的設(shè)計..............................................................................184.1三星輪越障能力分析.......................................................................

10、.................18184.2三星輪行星輪系的設(shè)計....................................................................................21214.3三星輪殼體設(shè)計及輪胎選型............................................................................21214.4

11、基于UGNX7.0的齒輪參數(shù)化設(shè)計..................................................................22225機器人小車轉(zhuǎn)向箱設(shè)計機器人小車轉(zhuǎn)向箱設(shè)計................................................................................................255.1小車轉(zhuǎn)向原理分析...

12、.........................................................................................25255.2小車轉(zhuǎn)向箱詳細設(shè)計........................................................................................26266機器人小車整體越障能力分析機器人小車整體越障

13、能力分析....................................................................................296.1越障極限狀態(tài)數(shù)學模型建立............................................................................29296.2頭部越障最大高度計算......................

14、..............................................................33337機器人設(shè)計時速和總功率的確定機器人設(shè)計時速和總功率的確定................................................................................337.1電機的選擇...................................

15、.....................................................................33337.2設(shè)計時速和總功率的確定................................................................................3434結(jié)論結(jié)論.............................................

16、.....................................................................................34參考文獻：參考文獻：......................................................................................................................35附錄：

17、附錄：..............................................................................................................................36翻譯部分翻譯部分.................................................................................

18、.........................................421.1概述概述本文實現(xiàn)了基于廢墟搜索與輔助救災(zāi)功能要求的高機動越障機器人平臺的設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)在地震廢墟、爆炸事故現(xiàn)場等復雜地形條件下的輔助搜索與救援的基本功能要求的平臺支持。1.21.2課題設(shè)計研究的背景和意義課題設(shè)計研究的背景和意義人類進入21世紀在科技、人文、經(jīng)濟等方面得到了前所未有的巨大發(fā)展。但是伴隨著人類經(jīng)濟活動的進行，人類極大地改變了大自然的

19、原貌導致水土流失、土地荒漠化、地震、海嘯及強臺風等極端自然災(zāi)害劇增。同時隨著社會貧富兩極化的加劇和宗教信仰的分歧，人為恐怖事件也日益威脅公民人身財產(chǎn)安全。面對這些自然界和人為的災(zāi)害，人類并沒有消極逃避，而是積極預防和救助。但在各種復雜的災(zāi)害現(xiàn)場救援人員的短缺也日益顯現(xiàn)，同時一些極端情況并不允許人員進行救助。因此研制針對災(zāi)難廢墟現(xiàn)場的搜索與輔助救援的機器人的要求日益迫切。以下是典型救災(zāi)環(huán)境分析。城市救災(zāi)：城市環(huán)境中人口城市化和城市人口密集

20、現(xiàn)象加劇，高層建筑、地下工程、大型商貿(mào)場所、文化娛樂場所迅猛發(fā)展，城市建筑物不斷增加，使得城市建筑環(huán)境中的搜救作業(yè)十分復雜。在一些危險性大的災(zāi)難中，如隨時會引發(fā)爆炸的火災(zāi)現(xiàn)場，有易燃、易爆或劇毒氣體存在的現(xiàn)場，地震后存在易二次倒塌建筑物的現(xiàn)場，施救人員無法深入進行偵察或施救，人們急于探知災(zāi)難現(xiàn)場的內(nèi)部險情，但又不敢或無法接近或進入災(zāi)難現(xiàn)場。此時，救援機器人的參與可以有效地提高救援的效率和減少施救人員的傷亡，它們不但能夠幫助工作人員執(zhí)行救

21、援工作，而且能夠代替工作人員執(zhí)行搜救任務(wù)，在災(zāi)難救援中起著越來越重要的作用?；饒鼍葹?zāi)：消防機器人在高溫、強熱輻射、濃煙、地形復雜、障礙物多、化學腐蝕、易燃易爆等惡劣環(huán)境中進行火場偵察，化學危險品探測、滅火、冷卻、洗消、破拆、救人、啟閉閥門、搬移物品、堵漏等作業(yè)，因此，作為某種特定功能的消防機器人具備以下某項或幾項行走和自衛(wèi)功能：a.登爬坡、登梯及障礙物跨越功能；b.耐高溫和抗熱輻射功能；c.防雨淋功能；d.防爆(隔爆)功能；e.防化學腐