双2-RPR并联机构腿与四轮复合移动机构的研究

摘要

本文研究了一种带有2-RPR并联机构腿的救灾机器人的移动机构。该移动机构主要由腿式系统，轮式系统和车身组成。其腿部机构等效于2-RPR并联六杆机构，这使得机器人具有较好的越障能力。
　　 在第二章中，文章提出了机器人机械系统的设计概念，确定了设计目标，提出了方案实现机构，并分析了此机器人的典型步态；在第三章中，通过ADAMS仿真分析软件对其运动能力进行了仿真，并发现了一些需要分析解决的问题；在第四章中，通过将腿式机构等效于2-RPR并联机构，文章分析了它的可动性，奇异性和工作空间，这些分析作为腿式机构的运动学基础为进一步研究控制系统提供了依据；第五章对移动机构的动力学进行了分析，主要以步行步态为例，确定了腿部电机和伸缩杆选型依据，分析了步行稳定性和步行效率；第六章分析了两种实际的越障过程：车体翻身和爬台阶，分析过程应用机构学原理，将整个车体的运动等效于连杆机构的运动，得到伸缩杆变化与运动性能之间的关系；第七章主要介绍了机械系统的运动原理，样机组成和零件设计，为下一步做详细的实验测试提供了实物依据。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章 绪论

1.1 概述

1.2 国内外救灾机器人发展概况

1.2.1 国外救灾机器人发展概况

1.2.2 国内救灾机器人发展概况

1.2.3 本课题思路的形成

1.3 课题的来源和研究目的

1.4 主要研究内容

1.5 本章小结

第二章 移动机构方案设计

2.1 轮式机构的越障能力局限性

2.2 腿式机构功能分析和设计要求

2.3 救灾机器人相关设计理论及流程

2.4 方案的实现机构

2.5 典型步态设计

2.6 本章小结

第三章 初始方案的运动仿真

3.1 ADAMS软件简介

3.2 仿真模型的建立

3.2.1 Pro/E与ADAMS的接口

3.2.2 模型简化和参数设定

3.3 基于环境的仿真

3.4 本章小结

第四章 移动机构运动学分析

4.1 可动性分析

4.2 奇异性分析

4.3 工作空间分析

4.4 本章小结

第五章 步行步态动力学分析

5.1 动力学建模与相关参数分析

5.2 步行稳定性分析与连杆设计

5.2.1 步行稳定性分析

5.2.2 连杆设计

5.3 步行效率分析

5.3.1 步行过程参数化建模

5.3.2 不同杆长下的能耗比较

5.4 本章小结

第六章 运动能力分析

6.1 翻转过程分析

6.2 爬台阶过程分析

6.3 本章小结

第七章 样机设计

7.1 机械系统运动原理分析

7.2 机械系统关键零部件的设计

7.2.1 电机的选型

7.2.2 减速器的选型及驱动模块的设计

7.2.3 离合器组件设计

7.3 机械系统组成

7.4 样机实验

7.5 本章小结

第八章 结论

参考文献

作者简历

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