摇臂式履轮转换机构的设计与分析

以机器人的行走机构为设计对象——四轮行驶与履带行转换的机构,利用优化设计的思想对曲柄滑块机构、凸轮机构进行建模优化,求解出最佳参数。后以Pro/E三维设计软件对摇臂式履轮转换机构建立三维模型按约束关系进行装配,以ADAMS软件为工具,对机构进行动力学仿真分析,结果显示,优化设计后的摇臂式履轮转换机构结构紧凑,体积小,运动速度平稳,能够支持较大范围的扭矩,能很好地满足工作需要,为作为机器人各种作业搭载平台的行走机构的设计提供了参考。

电动轮履两用救援灭火小车的创新设计

为保障消防员在高危环境和地形复杂的灾难现场的人身安全及提高救援效率,提出并设计了一种具有全地形通过能力和现场环境实时显示功能的电动轮履两用救援灭火小车。提出小车的总体设计思想,并分别对该小车的行走系统、控制与环境监测系统和消防系统进行详细的描述。在某消防队进行的实体模型演示效果验证了该设计的可行性。

一种旋转式轮履复合机器人设计

轮式机器人和履带式机器人各有优缺点,为了综合运用2种机器人的行走机构,设计一种共用同一驱动装置的新型轮履复合式机器人,实现轮式行走和履带式行走的切换。在Solid Worsks对机器人进行三维建模,在Solid Works Simuation中对机器人底盘进行静应力分析,同时通过高位双目摄像头完成对机器人周围环境的采集,经过视差计算后,在Matlab 3D中进行环境建模,完成对机器人在复杂环境下的路径规划。

轮履复合行走机构设计与研究

随着机器人技术的发展与应用,机器人在军事,林地巡逻与灾区搜救等方面发挥着越来越重要的作用。复合式行走机构是当前移动机器人研究的焦点。提出一种轮履复合机器人行走机构,通过调整车轮的位置高度来实现轮式与履带式行走模式的转换,实现非结构化地表的履带式行走与平整路面的轮式行走。采用轮式行走模式时,该行走机构采用4轮驱动,可实现直行,灵活转向等运动姿态。

形态可重构移动机器人行走机构设计与分析

基于用移动机器人代替农民在农田复杂环境下进行劳作、减轻农民作业负担的理念,提出一种轮/履形态可重构移动机器人。该移动机器人由4个相同结构的轮/履形态可重构行走单元以及车体组成,具有轮式和履带式2种行走姿态,以便适应野外复杂地形。轮/履运动形态的可重构可以通过轮/履形态转换装置实现。建立了形态可重构单元的运动学模型、数学模型以及动力学模型,并推导了行走单元的数学模型,得到行走单元机器人在攀越台阶越障时机器人摆杆角度与台阶高度h的关系,以及能够攀爬的坡度范围。在Simulink以及ADAMS中建立了行走单元虚拟样机以及仿真环境,并设计了样机。通过对虚拟样机仿真以及Matlab理论值计算,末端速度和加速度的仿真值与理论值误差的数量级仅在10^-8~10^-6之间,验证了其数学模型以及运动学模型的正确性。

轮履复合式多功能挖掘机的结构设计与分析

针对现有轮式挖掘机难以在松软地面作业,履带式挖掘机不适宜长距离行驶等问题,研制了一款轮履复合式多功能挖掘机。首先从整体上设计了挖掘机的结构。然后,对轮履复合式多功能挖掘机进行模块化设计,主要包括工作臂、旋转履带、轮履转换装置、平地机、移动支腿。其中利用Motion对工作臂的钻头与挖斗进行动力学分析,分析结果可知,挖斗与钻头运动范围可完成相应的挖掘与凿地作业。利用Simulation对平地机结构、移动支腿进行有限元分析,分析结果可知,其应力强度符合使用要求。并对旋转履带伸缩的长度、移动支腿的连接板长度、轮履转换装置中心液压油缸的高度进行参数化设计。最后搭建轮履复合式多功能挖掘机7%比例模型,进行挖掘机的运动试验。试验结果表明,所设计的轮履复合式多功能挖掘机可有效将轮胎与履带的优点结合,实现更优行驶。轮履复合式多功能挖掘机可有效提高移动、作业效率,研究结果对挖掘机的改进具有重要的参考价值。