电缆隧道小型履带检测机器人结构设计与实现

摘要

电缆隧道检测机器人是一种工作于电缆隧道环境，采集图像、气体浓度、温度等信息的特种机器人。目前电缆隧道检测采用人工方法进行，尚无相关机器人产品投入使用。 论文首先分析了当前国内外小型机器人平台的研究现状，提出了电缆隧道检测机器人采用履带关节式的行走方式。分析了机器人整体尺寸以及设备的布置方案。 进行了隧道检测机器人的静力学与运动学分析。分析了机器人运动过程中受到的阻力，讨论转向运动时履带运动速度和机器人速度以及转向半径的关系。对机器人越障能力、越障过程重心运动轨迹以及越障过程进电机驱动力进行了分析与研究。 隧道检测机器人的零件设计，包括电机和履带选择、机械零件材料的选择、车体结构设计和有限元分析、驱动装置、减速机构、张紧机构设计等等。对机器人各个机械零件进行了3D 建模，并进行了虚拟装配，分析了零件的干涉情况。本文最后介绍了机器人的实验情况，通过实验验证了整体性能设计思想，并根据实验情况对机器人结构的改进和完善的意见。