变形履带机器人结构设计与仿真开题报告

 2022-12-03 10:57:45

1. 研究目的与意义

就全球而言,每年因为自然灾害,恐怖袭击及其他各类突发事件所产生的灾难多不胜数。

因此灾后救援就显得尤为重要,然而,救援人员只有在较短才有较高几率在灾后的废墟中找到幸存者,否则,救援成功率几乎为零。

同时,灾后救援这种高强度作业更容易使救援人员体力透支,达不到较好的救援效果。

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2. 课题关键问题和重难点

关键问题:1)对变形履带机器人进行模块化设计,把它分成不同模块,逐个设计;2)设计合理的动力机构,保证机器人整体结构能够持续运行;3)设计合理的行进机构,保证机器人能够平稳行进;4)设计合理的越障机构,使机器人能够高效便捷的翻越过障碍物 ;5)设计合理的载重平台,保证在多工况情况下运行时,载物平台上的仪器设备不易倾覆,能够正常工作;6)根据任务书给定的外形空间尺寸,将机器人的四部分合理组装,使结构紧凑;7)使用三维软件Solidworks软件进行虚拟建模并进行运动学仿真,验证分析然后进行优化。

难点:1)设计结构紧凑合理,满足强度、刚度、寿命以及经济型、安全性方面的要求;2)齿轮机构选择,传动比的分配,以及进行稳定性的校核;3)机器人的电机类型,数目,以及布局的设计;4)曲柄连杆机构的杆长设计及结构设计,使其能够实现翻越障碍物的功能;5)机器人翻越障碍物时,不同阶段中履带的变形状况;6)机器人的总体外形框架的设计;7)使用SolidWorks软件进行虚拟建模。

3. 国内外研究现状(文献综述)

全球范围内,每年因为自然灾害,恐怖袭击及其他各类突发事件所产生的灾难不胜枚举,而灾后救援工作是其重中之重。

发展变形履带机器人不仅可以提高救援效率,而且能够避免不必要的人员伤亡。

1 变形履带机器人的研究现状1.1 国外的研究现状几十年前,国外就对变形履带机器人展开了研究,经过多年的技术积累,已经取得了一定的研究成果。

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4. 研究方案

设计方案:变形履带机器人的基本研究内容主要分为动力结构、行进结构、越障结构和搭载平台的设计动力结构的设计采用的是四电机动力控制,采用的电机是直流电机;行进结构的设计采用蜗轮蜗杆机构,方便机器人适应更加复杂的运行环境;越障结构的设计采用四杆曲柄连杆机构,保证了产品的经济性;搭载平台的设计采用悬挂式的载重平台,能够减缓越障时的缓冲。

具体方案内容:(1)根据课题要求搜集和分析相关资料,特别是国内外关于变形履带机器人的相关设计信息,确定变形履带机器人的设计方案,并学习课题所需的相关专业知识;(2)根据给定参数及所学的知识,1)计算出机器人动力机构的输出动力Q,2)选择涡轮蜗杆机构,确定传动比i,3)选择曲柄连杆机构,确定曲柄和连杆的长度,4)确定载重平台的高度H,形状及大小a*b;(3)根据各组件得到的参数,用SolidWorks进行运动学建模分析并进行装配;(4)用ANSYS进行结构的分析,对所设计的变形履带机器人进行越障及越障时的稳定性进行虚拟仿真试验并优化;(5)利用Solidworks软件绘出零件图及装配图;(6)撰写设计论文并修改。

5. 工作计划

第1周 完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。

英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,上传至毕业设计管理系统。

查阅文献资料,撰写开题报告。

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