浅述小型铰接式履带机器人的设计
履带式行走机器人行走系统设计
履带式⾏⾛机器⼈⾏⾛系统设计本团队全部是在读机械类研究⽣，熟练掌握专业知识，精通各类机械设计，服务质量优秀。
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Abstract ......................................................................................................... 错误！未定义书签。
1绪论.......................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1引⾔..................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2国内外移动机器⼈的发展现状......................................................... 错误！未定义书签。
1.3本课题研究的内容和意义................................................................. 错误！未定义书签。
1.4履带系统越障能⼒分析..................................................................... 错误！未定义书签。
履带侦察机器人结构设计
履带侦察机器人结构设计
履带侦察机器人的结构设计基本上包括底盘设计和机身设计两个部分。
底盘设计：
1. 履带：使用履带作为机器人的底盘，以增强其在不平地形上的稳定性和通过能力。
2. 驱动系统：采用电动马达驱动履带的转动，以使机器人能够自由移动。
3. 悬挂系统：在履带上安装悬挂装置，以增加机器人通过不平地形的能力。
4. 转向系统：设置转向装置，使机器人能够改变行进方向。
机身设计：
1. 机身外壳：机身外壳应具有坚固耐用的特性，以保护内部机械部件免受外部环境的影响。
2. 摄像装置：在机身上安装摄像装置，用于收集和传输图像信息。
3. 传感器：在机身上配置环境感知传感器，如红外传感器、雷达等，以提供机器人周围环境的感知能力。
4. 数据传输装置：通过在机身上设置数据传输装置，将机器人收集到的信息传输给操作者或其他系统。
5. 能源系统：机身内部配置电池或电源供应装置，为机器人的电动驱动系统和其他电子部件提供能源。
总的来说，履带侦察机器人的结构设计需要考虑到机器人在不
同地形中的行进能力和操作需求，并充分利用各种传感器和装置来实现侦察任务的要求。
浅述小型铰接式履带机器人的设计
浅述小型铰接式履带机器人的设计小型铰接式履带机器人是一种非常灵活和多功能的机器人设计，它可以在复杂地形中自由移动，适用于各种工业和军事应用。
本文将从设计原理、技术特点和应用范围等方面，对小型铰接式履带机器人进行浅述。
设计原理小型铰接式履带机器人的设计原理主要包括履带系统、铰接系统和驱动系统。
履带系统是机器人的移动部分，它能够克服不同类型地面的阻力，保证机器人在复杂地形中的移动性能。
铰接系统是机器人的关键部件，它可以使机器人在不平坦地形中保持平稳行驶，提高了机器人的通过能力。
驱动系统是机器人的动力系统，它能够为机器人提供动力，使机器人具有良好的动力性能和操控性能。
通过这些设计原理的结合，小型铰接式履带机器人能够实现在复杂地形中的灵活移动和多功能应用。
技术特点小型铰接式履带机器人具有以下几个技术特点：1. 灵活性：小型铰接式履带机器人能够在不同地形中自由移动，具有良好的通过能力和搬运能力，适用于各种复杂环境下的工作任务。
2. 多功能性：小型铰接式履带机器人可以根据不同的任务需求，配置不同的功能模块，实现多种功能，如巡逻、侦察、救援、采矿、清障等。
3. 自主性：小型铰接式履带机器人可以通过自主导航系统，实现自主避障和路径规划，能够独立完成任务，无需人工干预。
4. 鲁棒性：小型铰接式履带机器人采用坚固耐用的材料和结构设计，具有良好的抗摔打和抗震能力，能够在恶劣环境下长时间工作。
应用范围小型铰接式履带机器人可以广泛应用于军事、工业、民用和科研等领域，具有广阔的应用前景。
1. 军事应用：小型铰接式履带机器人可用于作战支援、侦察侦查、野战运输等军事任务，能够提高作战效率和保障作战人员安全。
2. 工业应用：小型铰接式履带机器人可用于采矿、工地施工、物料运输等工业应用，可以代替人工完成危险和重复性工作，提高工作效率。
4. 科研应用：小型铰接式履带机器人在科研领域也有广泛应用，如考古勘探、海底探测、极地科考等，能够在恶劣环境下执行科研任务。
毕业设计(论文)-履带式消防机器人设计
毕业设计（论文）-履带式消防机器人设计摘要本篇论文旨在设计一种履带式消防机器人，以提高消防工作的效率和安全性。
通过对消防机器人的需求分析和功能设计，结合现有的技术和方法，提出了一种具有远程控制、自动灭火和烟雾检测功能的履带式消防机器人。
通过实验验证，证明了该机器人在火灾现场的可行性和实用性。
第一章引言1.1 研究背景随着人口的增加和城市的扩张，火灾事故频繁发生，给人民的生命财产造成了巨大的损失。
目前消防工作主要依赖于人工进行，但存在一定的风险和局限性。
因此，设计一种能够自主执行消防任务的机器人对于提高消防工作的效率和安全性具有重要意义。
1.2 研究目的本毕业设计的目标是设计一种履带式消防机器人，具备远程控制、自动灭火和烟雾检测等功能。
通过对现有机器人技术和消防需求的分析，实现机器人在火灾现场的实用化。
第二章文献综述2.1 消防机器人的研究现状消防机器人技术的研究已有多年历史，目前已经取得了一定的成果。
国内外研究者主要从机器人的结构设计、控制系统和传感器技术等方面进行了研究。
2.2 已有的履带式消防机器人设计已有的履带式消防机器人设计多采用了液压驱动和电动驱动等方式，通过远程控制实现机器人在火灾现场的操作。
这些机器人具备一定的灭火能力，但大多数缺乏烟雾检测功能。
第三章系统设计3.1 需求分析根据消防工作的实际需求，本设计确定了履带式消防机器人的主要功能模块，包括远程控制模块、灭火模块和烟雾检测模块等。
3.2 系统结构设计本设计提出了一种基于嵌入式系统的履带式消防机器人结构设计。
该机器人由控制模块、运动模块、传感器模块和执行模块等组成。
3.3 系统流程设计本设计基于事件驱动的系统流程设计，通过编程实现机器人在不同情况下的自主决策和操作。
第四章硬件设计4.1 控制模块设计控制模块采用了单板计算机作为主控制器，通过串口和无线通信模块与操作员进行远程控制。
4.2 运动模块设计运动模块采用履带式结构，通过电机和减速器驱动履带的运动。
履带式巡检机器人 毕业设计
履带式巡检机器人毕业设计履带式巡检机器人是一种能够自主移动、巡视、检测的智能机器人。
该机器人使用履带作为移动装置，能够适应各种地形，具有较强的越障能力和稳定性。
本文将介绍履带式巡检机器人的设计原理、功能实现以及未来发展的前景。
一、设计原理（1）履带式机器人的结构和工作原理履带式机器人由履带系统、控制系统、传感器系统以及电源系统等部分组成。
其中，履带系统由履带轴、履带链、驱动器、托带轮和张紧轮等组成，能够提供稳定的行走和越障能力。
控制系统负责机器人的运动控制和工作任务的执行。
传感器系统主要包括激光雷达、摄像头、温度传感器等，用于感知环境和采集数据。
电源系统提供电能供给，保证机器人的正常工作。
（2）履带式巡检机器人的工作原理履带式巡检机器人通过控制系统对履带系统进行控制，实现机器人的移动和转向。
传感器系统可以感知机器人周围的环境信息，如温度、湿度、气体浓度等。
机器人通过将采集到的数据进行分析和处理，可以对环境进行巡视和检测。
同时，机器人可以根据需要进行自主导航和路径规划，以实现更高效的巡检任务。
二、功能实现（1）环境巡视功能机器人通过搭载的摄像头和激光雷达对实际环境进行巡视，可以获取环境的实时图像和距离数据。
通过分析这些数据，机器人可以实时监测环境中的物体、人员以及障碍物，并及时反馈给操作员或控制中心。
（2）故障检测功能机器人搭载了温度传感器、振动传感器等设备，可以对设备和设施进行故障检测。
例如，在电力设备巡检中，机器人可以检测电缆温度、设备振动等异常情况，及时报警并提供故障诊断数据，以便维修人员进行处理。
（3）安防监控功能机器人可以通过搭载的摄像头和红外传感器对安全风险进行监控。
例如，在工厂巡检中，机器人可以对禁区、危险区域进行巡视，及时发现异常情况并报警。
同时，机器人还可以通过红外传感器检测烟雾、火焰等危险信号，保障人员的生命安全。
（4）自主导航功能机器人搭载了导航系统，可以通过SLAM算法实现自主导航和路径规划。
大学毕业设计---履带式行走机器人
1 绪论1.1机器人发展概况在工业机器入问世30多年后的今天；机器人己被人们看作是一种生产工具。
在制造、装配及服务行业，机器入的应用取得了明显的进步。
由干传感器、控制、驱动及材料等领域的技术进步，通过智能机器人系统首次在制造领域以外的服务行业，开辟了机器人应用的新领域，让机器人作为“人的助手”，使人们的生活质量得以提高。
目前在许多领域己经进行了很大的努力来开发服务机器入系统，并力争在较大范围内使用它们。
这些机器人系统尽管有不同的应用领域，但它们所从事的工作仅限于维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援及数据采集等方面。
机器人是一个通用的自动化装置。
国际标准化组织(1SO)的定义：“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机，这种操作机具有几个轴，能够借助可编程操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务”。
从1954年美国工程师乔治.大卫发表了《适用重复作业的通用性工业机器人》论文开始，到1962年美国联合控制公司推出第一台机器人“尤尼麦特”为止。
机器人开始在工业生产的各种场合中，起到了置关重要的作用。
而在所有的机器人研究中，尤使日本的机器人研究最为突出。
现在国外大多都在致力于直立行走机器人和微型机器人的研究。
特别是注重对于机器人控制和视觉识别方面的研究。
对于行走机器人而言，最引起大多数科学家注意的是对于视觉识别方面的研究。
并且也取得了许多可人的成果。
行走机器人分很多种，不仅有直立式，还有履带式，多支点式等等。
而这里只谈谈履带式行走机器人。
履带式行走机器人是一种利用履带进行支撑机器人机体的移动机器人目前我国发展了多履带式机器人，有四条和六条履带的移动机器人。
他们的优点是转向方便移动稳定的特点，所以适合在恶劣的条件下进行工作。
1.2 履带式行走机器人概述所谓履带式行走机器人（我们这里指的是普通的履带式行走机器人）利用两条履带进行支撑机体进行移动的机器人。
它具有运行稳定，转向灵活，能够越过较小的障碍，并且承载重量较大的特点。
履带式机器人讲解
自动化工程学院 School of Mechanical Engineering
履带式机器人车体特性
• 轮式机器人： 优点：速度快、效率高、运动噪声低、 缺点：越障能力、地形适应能力差、转弯效率低，或转外 半径大。 适合：野外、城市环境都可以，但是地形不能太复杂，如 上楼梯难以实现 履带式机器人： 优点：越障能力、地形适应、抓地能力强，可原地转弯 缺点：速度相对较低、效率低、运动噪声较大 适合：野外、城市环境都可以，尤其在爬楼梯、越障等方 面优于轮式机器人
管道清理机器人
管道勘察机器人
履带式防爆机器人
搜救机器人
侦查型
侦查型机器人
履带式机器人的机构特点
• 形状可变履带机器人 • 所谓形状可变履带机器人，是指该机器人所用履 带的构形可以根据地形条件和作业要求进行适当 变化。该机器人的主体部分是两条形状可变的履 带，分别由两个主电动机驱动。当两条履带的速 度相同时，机器人实现前进或后退移动；当两条 履带的速度不同时，机器人实现转向运动。当主 臂杆绕履带架上的轴旋转时，带动行星轮转动， 从而实现履带的不同构形，以适应不同的运动和 作业环境
形状可变履带机器人外形结构示 意图
博学笃行 盛德日新
履带式机器人
自动化工程学院
1916年9月，英法联军与德 军在法国索姆河畔展开激战。 英军突然出动了49辆黑黝黝的 钢铁怪物，以每小时6千米的速 度在松软的土地上隆隆地冲向 德军阵地。打得德军人仰马翻。 这就是最早的实战坦克。坦克 为什么能在松软和泥泞的土地 上快速行驶呢？这与它那双 “铁脚板”----履带是不开的。
履带式管道机器人方案
行走方式
序号 方式 工作原理 优点 结构简单，控制灵活， 平坦路面性能优越 缺点 复杂管道通过性能差，越 障能力不足 1 轮式
2
螺旋式
驱动效率高，牵引力大， 运动速率较慢，清扫机构
运动平稳，
牵引附着性能好，越障 能力较强 越障能力好，弯道通过 性能强 越障能力优越，适用于 不平整管道 弯管，坡度较大或竖直 管道通过能力强
通过弹簧压缩，可以减小上下履带间距，以跨越障碍，最大可跨越20mm障碍， 三轮腿结构相同，亦可以保证三条轮腿在管道截面不是标准圆形的情况下总能与管 壁保持良好接触。安装时绞牙减振器可以调节弹簧高度，使履带张紧。
属性
对于800mm管径，支管直径最大在500mm左右，两倍的履带接触长 度，可以使在轮腿刚好处于支管上时仍能直接通过，若支管直径小 于500或支管不处于特定位置时，可减小滤袋长度，使结构更加紧凑。
履带结构
履带采用一体成型橡胶履带，外轮廓为圆弧形，直径500mm， 以适应最小500的管径，管径大于500时，两侧负重轮下压，改 变履带形状使其与管壁贴合，增大履带与管壁接触面积。
动力
由于管道内壁沉积粉尘可能 为铁粉尘、铝镁粉尘或面粉； 考虑防爆，采用气动或者软 轴驱动。本处设计采用阿特 拉斯· 科普柯公司的一款气动 马达作为驱动装置，若采用 软轴，则修改其中减速器及 部分连接件结构即可。
变径机构
1蜗轮蜗杆母副调节方式
参考上海交通大学颜国正等人的 研究，本设计方案采用第三种调 节方式。
变径机构
采用气动马达驱动，丝杠螺母与连杆机构的组合，能适应500mm~800mm的管径。
越障
1驱动轮；2行星减速器；3气动马达；4导轮；5绞牙减 振器1；6绞牙减振器2
设计复杂
毕业设计说明书履带式搜救机器人机械结构设计
摘要煤矿灾害尤其是瓦斯煤尘爆炸事故发生后,矿井环境十分复杂,井下因灾受伤人员面临极其危险的状况,需尽快地转移与救护；而救援工作异常困难和危险,往往在救援工作中造成救护人员的伤亡。
研发代替或部分代替救护人员及时、快速深入矿井灾区进行环境探测和搜救工作的救灾机器人具有极其重要的意义。
本论文研究工作的目的是设计结构新颖、具有独创性的可携带、抗一定冲击的履带移动机器人，以能够适应在恶劣环境和复杂路况下工作。
通过在移动系统上加载不同的模块，能够实现搜救机器人不同的使用功能，本研究意义在于为后续设计的搜救机器人提供一个基础的动力平台，以便于能够开发出更多使用功能的搜救机器人。
本研究所设计的搜救机器人移动方案是履带式驱动结构。
该方案采用模块化设计，便于拆卸维修，可以分段自适应复杂路面，并可主动控制两侧翼板模块的转动来调节机器人姿态变化，辅助爬坡、越障和跨沟；机器人经过合理的结构布局和设计后具有良好的环境适应能力、机动能力并能抵抗一定高度的掉落冲击。
所设计的机器人移动机构主要由四部分组成：主动轮减速驱动机构、翼板转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构，本论文对上述各部分方案分别进行论证、结构设计计算、3D建模，并设计了搜救机器人虚拟样机。
关键字：搜救机器人；复合移动机构；模块化设计；AbstractCoal mine disasters,especially gas and coal dust explosion, mine environment is very complex and wounded tolls mine face extremely dangerous conditions,be transferred as soon as possible and rescue.and rescue work extremely difficult and dangerous, often resulting in the rescue work in the ambulance casualties.R & D to replace or partially replace the ambulance personnel in a timely manner, quick in-depth environmental exploration and mine disaster relief robot search and rescue work is extremely important The purpose of this thesis is to design novel structure, its unique portable,shock intelligently tracked mobile robot, in order to be able to adapt to the harsh environment and the complicated road to work.Mobile systems loaded by different modules, search and rescue robots can be achieved using different functions, this study is important because other people's search and rescue robot designed to provide a basis for the dynamic platform to facilitate greater use of features can developsearch and rescue robots.This resoarch is moving search and rescue robot crawler.The program is modular in design, easy disassembly maintenance, can be complex adaptive sub-surface, active control can turn on both sides of flange module to adjust the robot pose changes, supporting climbing,obstacle and cross-channel.The design of the robot moving mechanism mainly consists of four components. Active wheel reducer drive mechanism, flange rotation institutions, adaptive road implementing agencies, sports organizations track and track wheels, part of the paper on the above programs were carried out feasibility studies, structural designcalculation, 3D modeling , and design a rescue robot prototype.Key words: search and rescue robots; composite mobile body; modular design目录前言 (1)1 绪论 (3)1.1 课题研究背景及意义 (3)1.1.1 课题研究背景 (3)1.1.2 课题研究意义 (3)1.2 国内外的研究概况 (5)1.2.1 国外研究现状 (5)2.2国内研究现状 (10)1.2.3 发展趋势 (11)2 搜救机器人的总体结构方案设计 (12)2.1 井下复杂环境对救灾机器人的要求 (12)2.2 典型移动机构方案论证分析 (13)2.2.1 轮式移动机构特点 (13)2.2.2 腿式移动机构特点 (14)2.2.3 履带式移动机构特点 (15)2.2.4 履、腿式移动机构特点 (16)2.2.5 轮、履、腿式移动机构性能比较 (17)2.3 本研究采用的行走机构 (17)2.4 救灾机器人性能指标与设计 (18)2.5 本章小结 (19)3矿用搜救机器人运动参数设计计算 (20)3.1机器人越障分析 (20)3.1.1机器人跨越台阶 (20)3.1.2跨越沟槽 (20)3.2斜坡运动分析 (20)3.3 本章小结 (20)4机器人移动平台机械设计 (21)4.1驱动电机的选则 (21)4.1.1基于平地的最大速度的电机功率计算 (21)4.1.2爬坡最大坡度的驱动电机功率计算 (22)4.2 本章小结 (23)5 驱动轮减速器设计 (24)5.1减速器方案分析 (24)5.1.1减速器应满足的要求 (24)5.1.2 减速器方案分析 (25)5.2 减速器的设计计算 (26)5.2.1减速器的传动方案分析 (26)5.2.2配齿计算 (26)5.2.3初步计算齿轮的主要参数 (27)5.2.4装配条件的计算 (32)5.2.5高速级齿轮强度的验算 (33)5.2.6 轴的设计及校核 (41)5.3 本章小结 (44)6移动机构履带及翼板部分设计 (44)6.1履带的选择 (44)6.1.1 确定带的型号和节距 (45)6.1.2确定主从动轮直径 (46)6.1.3确定节线长度和带宽 (46)6.2 翼板部分设计 (48)6.3 本章小结 (49)7机器人摇臂的设计 (49)7.1 摇臂作用概述 (49)7.2摇臂传动减速器设计 (51)7.3本章小结 (52)8 总结与展望 (53)致谢 (55)参考文献 (56)前言我国的煤炭资源十分丰富，是世界上最大的煤炭生产国和消费国。
小型隧道检测用履带机器人的研究
小 型隧道检测用履 带机器人 的研 究
付 汝辉
（ 天津工业大学 机电学院 ， 天津 ３ ０ ６ ） ０ １０
摘 要： 根据实 际需要 ， 设计 了一种 用于检 测电缆隧道状 况的小型关节式履带检测机 器人 ， 其主要 特点是 结构 紧凑 ， 体积 小， 重量 轻 ， 便
１ ． 主动轮 ２ ． 履带 ３中间导向轮 ４ ． ． 轮 ５摆臂 从动 ． ６ ． 向轮 ７驱动 电机 ８ 臂电机 ９涡轮涡杆减 速器 前导 ． 摆 ．
图 １ 机器 人整体结构
作者简介 ： 汝辉（９７ ）男 ， 付 １８一 ， 河南商丘入 ， 大学本科学历 ， 研究方 向： 机械工程及 自动化 。
移动方式与动力学性 能直接相关 。
１１ 功 能要求 ．
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ｒ Ｌ 二 ＝ Ｉ Ｅ
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为 了能从竖井投 放 ， 对机器人 的功能要求是 ： （） １ 外形小 ， 净质量小 ；
收稿 日期 ：０ ９ １ — ３ ２ ０ — ２ １
于携带 ， 且能适应恶 劣的地 下环境 ， 能对一些 小障碍物 实施 攀越 。 还
关 键词 ： 履带机 器人 ； 隧道检 测 ； 关节式
中图分类号 ： Ｐ ４ Ｔ ２２ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ５ ５ （ ０ ０ － ０ １ ０ １７ — ４ Ｘ ２ １ ３－ ２ — ２ ０） ０
事故 ， 将导致人构见 图 １ 。需 要实现的功能指标 如下 ： （） １ 能从 直径 为 ７０ｍ 的 圆柱 竖井 进 人 隧道环 境的工 ０ ｍ 作现 场 ； ． ’
对有害气体 的监测 ， 同时进行综合治理 。 电缆隧道 内的环境 对 信息 ， 一般需要建立完整 的监控系统 网络 ， 投资成本也很高 。 目前 电缆 隧道的检测 ， 采用人工方 法进行 ， 仍 尚无相关机
履带式机器人结构设计
摘要在微小型履带机器人方面美国走在了世界的前列，代表机器人有Packbot机器人，Talon机器人，NUGV等。
我国微小型机器人的研究和开发晚于西方的一些发达国家，我国是从20世纪80年代开始机器人领域的研究的。
其中具有代表性的有中国科学院研制的复合移动机器人“灵晰-B”型排爆机器人，“龙卫士Dragon Guard X3B 反恐机器人”，“JW-901 排爆机器人”等。
此设计的目的设计结构新颖，能实现过坑、越障等动作。
通过在机器人机架上加装其他功能的模块来实现不同的使用功能，本研究的意义是为机器人提供一个动力输出平台，为开发各种功能的机器人提供基础平台。
此设计移动方案的选择是采用了履带式驱动结构。
结构整体使用模块化设计，以便后续拆卸维修，可以适应于各种复杂的路面，并可主动控制前后两侧摇臂的转动来调节机器人的运动姿态，从而达到辅助过坑、越障等动作。
经过合理的设计后机器人将具有很好的环境适应能力、机动能力并能承受一定的掉落冲击，此设计的移动机构主要由四部分组成：主动轮减速机构、翼板转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构。
关键词：履带机器人;履带移动机构;模块化设计AbstractIn terms of micro small crawler robots walk in the forefront of the world in the United States, on behalf of the robot has disposal robot, Talon robot, NUGV, etc. Miniature robot research and development in our country later than some developed western countries, our country from the 1980 s began to research in the field of robot. One of the typical composite mobile robot developed by the Chinese academy of sciences \"norm of spirit - B\" type eod robots, \"Dragon Guard Dragon Guard X3B anti-terrorism robot\", \"JW - 901 eod robot\", etc.The design is novel, the purpose of this design can achieve pit, surmounting obstacles. Through in the robot arm with other function modules to realize different use function, the significance of this study is to provide a power output for robot platform, provides the basis for the development of all sorts of function of robot platform.This design is the choice of mobile solutions adopted crawler drive structure. Structure of the overall use of modular design, in order to follow-up maintenance, removal can be adapted to various complicated road, and can turn on either side of the rocker arm before and after active control to regulate the robot's motion, so as to achieve auxiliary pit, surmounting obstacles. After reasonable design robots will have good environmental adaptability, mobility and can absorb a certain amount of drop impact, this design of the mobile mechanism is mainly composed of four parts: the driving wheel deceleration institutions, wing rotating mechanism, adaptive pavement actuators, track and track wheel motion mechanism.Keywords: tracked robot; tracked mobile mechanism;the modular design目录摘要 (1)1 引言 (4)2 履带机器人的现状及发展 (5)3 履带机器人的运动特性 (8)4 本研究采用的行走机构 (11)4.1 行走机构的选择 (11)4.2 履带机器人的功能、性能指标与设计 (12)4.3 主要机构的工作原理 (13)5 机器人越障分析 (14)5.1 跨越台阶 (14)5.2 跨越沟槽 (15)5.3 斜坡运动分析 (16)6 机器人移动平台主履带电机的选择 (18)6.1 机器人在平直的路上行驶 (18)6.2 机器人在30°坡上匀速行驶 (19)6.3 机器人的多姿态越阶 (20)7 移动机构的分析及其选择 (22)7.1 典型移动机构分析 (22)7.2 本研究采用的移动机构 (26)8 履带部分设计 (27)8.1 履带的选择 (27)8.2 确定主从动轮直径 (30)8.5 功率验算 (37)8.6 同步带的物理机械性能 (37)8.7 履带主从动轮设计 (38)8.8 副履带部分设计 (41)9履带翼板部分设计 (46)9.1 履带翼板的作用 (46)9.2 履带翼板设计 (46)10 计算履带装置的重心及其各部件重心 (48)10.1 主履带的重心计算 (48)10.2 副履带的重心计算 (53)10.3 主履带及其摇臂也就是副履带总部分的重心计算 (54)总结 (55)致谢 (56)参考文献 (56)1 引言随着社会的发展，我们面临的自身能力、能量的局限越来越多，所以我们创造了各种类型的机器人来辅助或代替我们完成任务。
基于铰链式行星履带式机器人的机械设计
基于铰链式行星履带式机器人的机械设计作者：陈文轶刘青松张广志来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第08期【摘; 要】搜救机器人的研究给搜救工作带来很大的方便，在灾难发生后，能够快速地投入到搜救工作中，提高搜救效率，本文在分析搜救机器人技术要求的基础上，设计了一种基于铰链式行星履带式机器人的机械结构，该结构简单、实用，能有效增强救灾机器人的通过性和对路面的适应能力。
【关键词】履带式机器人;三角行星;机械设计引言很多自然灾害，让我们难以预测和防范，这些灾害往往会带来很大的损失和伤害。
随着科技的进步、发展，搜救机器人在各种抢险救灾中发挥着越来越重要的作用。
而现有的搜救机器人一般结构复杂、制作成本高，难以投入实际应用中。
鉴于此，本文提出了一种基于铰链式行星履带式行走机构的搜救机器人，克服了履带式行走机构不能翻越梯度较高的障碍的弱点，增强了搜救机器人的通过性和对路面的适应能力。
1搜救机器人技术要求针对搜救机器人所要实现的功能、结构以及工作环境，搜救机器人应满足以下要求：保证机器人能够在各种路况下稳定的行走;有视觉采集装置（摄像头）;遥控装置，按照人的意识行走;生命探测（人体热释电传感器）。
要保证机器人能够在不平坦的废墟中稳定地行走，则要求机器人具有一定的越障能力和行驶稳定性。
本文设计了一种基于铰链式的行星履带行走机构，能够适合各种路况，更加增强了机器人的越障能力，有很强的实用性。
2铰链式行星履带式机器人的机械设计2.1三角行星结构原理三角行星结构，其结构与工作原理为，由直流电机驱动中心齿轮转动，来带动过渡齿轮进行转动，而驱动齿轮和履带轮是固接在一起的，从而带动履带轮轮绕驱动轮轴转动。
三角行星装置合理的添加到履带行走机构上，就能够克服履带不能翻越较高梯度障碍这一弱点。
在梯度较为平缓的路况下，该机构和正常的履带式行走机构一样，有较好的适应性和通过性，能适应大多数路况。
当遇到较大梯度的障碍时，该行走机构由定轴轮系转变为行星轮系，行星轮架转动，空转轮变为前行驶轮，原前行驶轮变为后行驶轮，后行驶轮变为空转轮。
浅述小型铰接式履带机器人的设计
浅述小型铰接式履带机器人的设计【摘要】这篇文章主要介绍了小型铰接式履带机器人的设计。
在文章阐述了研究背景与研究意义。
在分别讨论了机器人功能设计、结构设计、控制系统设计、传感器系统设计和动力系统设计。
机器人功能设计包括了机器人的功能模块和任务需求；结构设计则涉及机器人的整体结构设计和零部件选型；控制系统设计考虑了机器人的运动控制和轨迹规划；传感器系统设计包括了传感器类型和位置的选取；动力系统设计则着重讨论了机器人的动力来源和能源管理。
在文章总结了设计的优势和未来展望，展望了小型铰接式履带机器人在各个领域的应用前景。
【关键词】小型铰接式履带机器人、设计、研究背景、研究意义、机器人功能设计、结构设计、控制系统设计、传感器系统设计、动力系统设计、设计优势、未来展望1. 引言1.1 研究背景目前市场上的小型铰接式履带机器人种类有限，功能和性能也有待提高。
通过对小型铰接式履带机器人的设计和研究，可以不断改进其功能和性能，满足不同领域对机器人的需求，推动机器人技术的发展和应用。
对小型铰接式履带机器人的设计研究具有重要意义。
1.2 研究意义小型铰接式履带机器人作为现代机器人技术的创新产物，具有灵活、便携、越障能力强等优点，被广泛应用于军事侦察、灾害救援、环境监测等领域。
研究小型铰接式履带机器人的设计意义在于探索其优化设计方案，提高其工作效率和性能指标，使其可以更好地适应复杂多变的环境，为各个领域的应用提供更为稳定可靠的技术支持。
通过深入探究机器人功能设计、结构设计、控制系统设计、传感器系统设计、动力系统设计等方面，可以全面了解小型铰接式履带机器人的工作原理和特点，为其未来的发展提供有力的技术支持。
研究小型铰接式履带机器人设计的优势和未来展望，有助于引领机器人技术的发展方向，推动智能化技术在各个领域的应用进程，为人类社会的发展进步做出贡献。
2. 正文2.1 机器人功能设计机器人功能设计是设计过程中的关键部分，它直接影响到机器人的整体性能和应用范围。
机械毕业设计07履带式机器人结构设计
机械毕业设计07履带式机器人结构设计履带式机器人是一种具有履带作为移动器件的机器人，它具有良好的越障能力和稳定性，被广泛应用于军事、工业和服务等领域。
本文将针对履带式机器人的结构设计进行探讨。
一、机器人运动系统设计机器人运动系统是履带式机器人的核心部分，它主要由履带、驱动器和底盘组成。
履带是机器人的移动器件，可以提供稳定的运动和越障能力。
驱动器是将电能转化为机械能，并通过传动装置传输给履带的装置。
底盘是机器人的基座，用于支撑整个机器人的重量，并提供机器人的稳定性。
在履带的选择上，应根据机器人的工作环境和应用需求进行选择。
一般来说，宽厚的履带可以提供更好的越障性能，而窄的履带则可以提供更好的转向性能。
在驱动器的设计上，可以选择直流电机或步进电机作为驱动器，根据机器人的负载和速度要求来确定驱动器的功率和转速。
底盘的设计应考虑机器人的稳定性和重心位置，以保证机器人在工作过程中不易倾翻。
机器人的结构设计涉及到机器人的外形和内部组件的布局。
外形设计主要考虑机器人的美观性和易于操作，内部组件的布局设计则要考虑到机器人的功能和结构的紧凑性。
在外形设计上，可以根据机器人的应用环境和工作任务来设计机器人的外形。
例如，如果机器人需要在狭窄的环境中工作，可以设计紧凑的外形和可伸缩的结构，以便机器人能够更好地适应工作环境。
同时，外形设计也要考虑到机器人的易操作性，例如，可以添加手柄或触摸屏等操作界面，以便人类操作员能够更方便地控制机器人。
在内部组件的布局设计上，应考虑到机器人的功能和结构的紧凑性。
例如，电路板、传感器和控制器等组件应合理地布置在机器人的内部空间中，以提供机器人的功能，并减小机器人的体积。
同时，还应考虑到机器人的维护和维修的方便性，例如，为电池和电路板等设备添加易于拆卸和更换的设计。
总之，履带式机器人的结构设计需要综合考虑机器人的运动系统设计和机器人的外形和内部组件的布局设计。
通过合理的设计和选择，可以提高机器人的运动性能和工作效率，使机器人能够更好地应对各种工作场景和任务要求。
履带式移动机器人平台设计
履带式移动机器人平台设计履带式移动机器人平台是一种具有履带底盘的机器人平台，通过使用履带来实现对不同地形的适应性和应用的灵活性。
这种机器人平台可以应用于多个领域，如农业、建筑、勘探等。
在设计履带式移动机器人平台时，需要考虑机器人的结构、控制系统、能源供给以及传感器等方面。
首先，履带式移动机器人平台的结构设计是关键。
该平台应该具有稳定的结构，能够承受重量并在不同地形下保持平衡。
为此，可以采用坚固的金属材料作为机器人的主体框架，并加入增强材料以增加强度。
机器人的履带系统应该能够提供足够的牵引力和抓地力，以便机器人可以在各种地形下移动，如沙漠、山地和湿地等。
其次，控制系统是履带式移动机器人平台的核心。
控制系统应能够控制机器人的运动和操作。
可以采用集中式控制系统，通过中央控制器来控制机器人的各个部分。
此外，还可以利用无线通信技术，实现与机器人的远程控制和监视。
控制系统应该具有一定的自主性，能够适应不同的工作环境和任务需求。
能源供给是履带式移动机器人平台设计中的另一个重要考虑因素。
机器人平台需要一个可靠的能源供应，以保证其正常运行。
可以采用可充电电池作为机器人的能源供应，以便机器人可以在未来的一段时间内持续运行。
此外，还可以利用太阳能或燃料电池等可再生能源来增加机器人的续航能力。
最后，传感器的选择和应用也是履带式移动机器人平台设计中的关键因素。
传感器可以提供环境信息和物体检测能力，以帮助机器人感知周围环境，并做出相应的决策。
可以使用激光传感器、摄像头、红外线传感器等多种传感器，以获取丰富的环境数据。
这些传感器需要与控制系统相连接，以实现数据的收集和处理。
总之，履带式移动机器人平台设计需要综合考虑机器人的结构、控制系统、能源供给以及传感器等方面。
通过合理的设计和应用，可以实现机器人的高效移动和任务执行能力，进一步提高机器人的自主性和灵活性。
小型履带式行走装置设计
小型履带式行走装置设计一、引言近年来，随着科技的不断发展，机器人已经成为各个领域中不可或缺的一部分，其中行走机器人作为一类具有广泛应用前景的机器人，受到了人们越来越多的关注。
而在行走机器人中，履带式行走装置具有较强的通过性和稳定性，因此被广泛运用于军事、探险和建筑等领域。
本文即围绕小型履带式行走装置的设计展开研究，并考虑其在室内工作环境中的应用。
二、设计目标本文的设计目标主要包括以下几个方面：1.实现小型履带式行走装置的设计和制造；2.提高小型履带式行走装置的稳定性和通过性；3.确保小型履带式行走装置在室内工作环境中的安全性和适应性。
三、设计方案基于设计目标，本文提出以下设计方案：1.结构设计：通过模块化设计，将小型履带式行走装置分为底盘、动力系统、控制系统等模块，方便后期维护和更换零部件。
2.动力系统设计：选用高效、低功耗的电动机作为动力源，通过齿轮传动和电池供电实现履带的驱动。
3.履带设计：采用耐磨、抗压力强的橡胶材料作为履带表面，增加摩擦力，提高行走装置的稳定性和通过性。
4.控制系统设计：使用单片机作为控制核心，通过传感器实时获取行走装置的姿态和环境信息，并根据算法进行相应的控制操作。
5.安全性设计：在底盘上设置避障传感器，通过传感器获取障碍物的位置，从而避免行走装置碰撞到障碍物。
四、设计实施1.结构设计实施：根据模块化设计原则，确定各个模块的尺寸和位置，并利用计算机辅助设计软件进行三维设计和优化。
2.动力系统实施：选用适合装置尺寸和功率要求的电动机，并设计齿轮传动系统和电池供电系统，确保行走装置具有足够的动力和续航能力。
3.履带设计实施：选择合适的橡胶材料，并根据装置尺寸和需求进行模具设计和制造，确保履带的稳定性和耐用性。
4.控制系统实施：选择合适的单片机和传感器，设计相应的电路和程序，实现行走装置的控制和自动避障功能。
五、实验与结果分析1.动力性能实验：在标准工作条件下，测量小型履带式行走装置的最大速度和起爬能力，并与设计要求进行对比。
履带式机器人工作负载分析与设计
履带式机器人工作负载分析与设计简介本文档旨在分析和设计履带式机器人的工作负载。
履带式机器人是一种强大且多功能的机器人，常用于各种工业和军事应用中。
通过详细分析机器人的工作负载，我们可以更好地了解机器人的性能和使用范围。
工作负载分析1. 负载类型履带式机器人的工作负载可以分为静态负载和动态负载两种类型。
静态负载指的是机器人在停止状态下所能承受的负载，而动态负载则是指机器人在行进或执行任务过程中所能承受的负载。
2. 负载参数为了准确分析履带式机器人的工作负载，我们需要考虑以下参数：- 负载重量：机器人能够承受的最大负载重量。
- 负载分布：负载在机器人上的分布情况，包括重心位置和重心高度。
- 冲击负载：机器人在执行特定任务时可能承受的冲击负载，例如跳跃、避免障碍等。
- 环境负载：机器人工作环境对其负载能力的影响，包括温度、湿度、地形等因素。
3. 负载计算通过收集以上负载参数，并与机器人的技术规格进行对比，我们可以计算机器人的可用负载能力。
这有助于确认机器人是否适合执行特定任务，并制定合理的工作方案。
设计优化1. 结构优化通过优化机器人的结构设计，我们可以提高其工作负载能力。
例如，使用轻量化材料、合理分布负载和增强关键部件的强度等。
2. 动力系统设计机器人的动力系统是支撑其工作负载的关键。
设计良好的动力系统应能够提供足够的动力，同时保持能效和稳定性。
3. 控制系统设计控制系统对于机器人的负载管理至关重要。
合理的控制算法和传感器集成可以优化机器人对不同工作负载的响应和适应能力。
总结履带式机器人的工作负载分析和设计是确保机器人正常运行和发挥最佳性能的关键因素之一。
通过分析负载类型、参数和计算，以及优化结构、动力系统和控制系统的设计，我们可以提高机器人的工作负载能力。
这将有助于机器人在各种应用中发挥更大的作用。
履带式变体移动机器人样机设计与关键技术研究
履带式变体移动机器人样机设计与关键技术研究摘要：履带式变体移动机器人是一种能够在复杂环境下自主行走的机器人，其设计与关键技术的研究对于提高机器人的自主性和适应性具有重要意义。
本文基于履带式变体移动机器人的样机设计与关键技术研究进行了探讨，包括机器人的结构设计、动力系统、导航与控制系统以及感知与决策系统等方面。
1. 引言履带式变体移动机器人是一种能够在复杂地形和恶劣环境下自主行走的机器人。
其灵活性和适应性使其在军事、救援、探险等领域具有广泛的应用前景。
然而，如何设计一种具有高自主性和适应性的履带式变体移动机器人仍然是一个挑战。
2. 结构设计履带式变体移动机器人的结构设计是实现机器人自主行走的基础。
在样机设计中，我们采用了轻量化的材料，同时保证机器人的坚固性和稳定性。
机器人的主要部件包括底盘、履带系统、关节和传感器等。
3. 动力系统动力系统是机器人行走的关键。
我们采用了电池供电的方式，并配备了高效的电机和减速器。
为了提高机器人的能源利用率，我们还引入了能量回收技术，将机器人行走过程中产生的能量回收并利用。
4. 导航与控制系统导航与控制系统是实现机器人自主行走的核心。
我们采用了多传感器融合的方式，包括惯性导航系统、激光雷达和视觉传感器等。
通过融合多种传感器的信息，机器人可以实现自主定位和路径规划，并能够避障和避免陷阱等。
5. 感知与决策系统感知与决策系统是机器人自主行走的智能决策部分。
我们采用了先进的人工智能算法，使机器人能够感知周围环境并做出相应的决策。
例如，机器人可以通过图像识别技术判断地形的平坦度，并决定是否需要调整履带的间距。
6. 结论本文基于履带式变体移动机器人的样机设计与关键技术研究进行了探讨。
通过合理的结构设计、高效的动力系统、先进的导航与控制系统以及智能的感知与决策系统，我们可以实现一种具有高自主性和适应性的履带式变体移动机器人。
未来，我们将进一步改进机器人的性能和功能，使其能够在更复杂的环境中应对各种任务。
履带式机器人讲解
履带式底盘设计
拖链轮：
自动化工程学院
履带式底盘设计
导向轮（引导轮）：
自动化工程学院
履带式底盘设计
驱动轮：
自动化工程学院
履带式底盘设计
履带：
自动化工程学院
履带式底盘设计
履带架：
自动化工程学院 School of Mechanical Engineering
履带式底盘设计
二、履带式底盘设计参数的选定
2.1性能参数 行驶速度 爬坡能力 接地比压 最大牵引力 2.2结构参数 履带链轨节距t，履带板宽度，驱动轮节圆直径， 导向轮工作面直径，托链轮踏面直径，支重轮踏面 直径，支重轮个数
自动化工程学院 School of Mechanical Engineering
履带式机器人车体特性
• 轮式机器人： 优点：速度快、效率高、运动噪声低、 缺点：越障能力、地形适应能力差、转弯效率低，或转外 半径大。 适合：野外、城市环境都可以，但是地形不能太复杂，如 上楼梯难以实现 履带式机器人： 优点：越障能力、地形适应、抓地能力强，可原地转弯 缺点：速度相对较低、效率低、运动噪声较大 适合：野外、城市环境都可以，尤其在爬楼梯、越障等方 面优于轮式机器人
形状可变履带机器人外形结构示 意图Fra bibliotek主要内容：
一、履带式底盘结构
二、面临的问题和需要做的工作
自动化工程学院
履带式底盘设计
一、履带式底盘结构
• 结构组成：支重轮，拖链轮，导向轮（引导轮）， 驱动轮，履带，履带架，履带行走架 其它结构：张紧装置，行走液压马达和减速机
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履带式底盘设计
自动化工程学院
履带式底盘设计
支重轮：
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浅述小型铰接式履带机器人的设计
小型铰接式履带机器人（Small articulated tracked robot）是一种鲜为人知的机器人设计，它具有灵活的机动性和多功能的应用性。
它的设计目的是在狭窄或复杂环境下执行各种任务，例如搜索救援、地质勘测、军事侦察等。
本文将从机器人的设计理念、结构特点、运动原理和应用场景等方面进行浅述。
一、设计理念
小型铰接式履带机器人的设计理念源自于人们对于在狭窄环境中执行任务的需求。
传统的轮式机器人在狭窄的环境中常常受到限制，无法灵活移动和执行任务。
而铰接式履带机器人通过采用铰接机构和履带运动装置，能够实现更加灵活的运动和更广泛的应用，能够适应不同环境下的任务需求。
二、结构特点
铰接式履带机器人的结构特点主要包括：铰接机构、履带运动装置、操控系统和装载平台等部分。
铰接机构采用人工智能控制技术，能够实现多自由度的运动，灵活适应地形的变化。
履带运动装置采用无级变速技术，能够实现平稳的行驶和灵活的操作。
操控系统采用遥控或自主导航技术，能够实现远程操控或自主执行任务。
装载平台可以根据不同任务需求进行改装，例如安装摄像头、机械手臂等设备。
三、运动原理
铰接式履带机器人的运动原理主要包括：铰接机构的运动和履带的驱动。
铰接机构通过液压或电机驱动，实现机器人的转向、抬升和倾斜等运动。
履带通过电机驱动，实现机器人的前进、后退和转向等运动。
通过合理的设计和控制，能够实现机器人在不同环境下的灵活运动和稳定操作。
四、应用场景
小型铰接式履带机器人的应用场景非常广泛，主要包括：搜索救援、地质勘测、军事侦察、工业巡检等。
在搜索救援领域，机器人可以进入狭窄的空间进行搜救，发现被困人员或探测危险物质；在地质勘测领域，机器人可以穿越复杂的地形，获取地质信息并进行数据传输；在军事侦察领域，机器人可以执行侦察任务，获取敌情信息并进行情报传输；在工业巡检领域，机器人可以进入管道或设备进行检测，发现问题并进行反馈。
小型铰接式履带机器人是一种具有灵活机动性和多功能应用性的机器人设计，它的出现将为人们的生产和生活带来更多的便利和安全保障。
未来，随着人工智能和自主导航技术的发展，铰接式履带机器人将会应用于更多的领域，并发挥更大的作用。