兩種典型移動機器人的設(shè)計分析.pdf

1、本文提出并設(shè)計分析了兩種典型的移動機器人：中央空調(diào)管道清潔機器人DCRCAC(Duct Cleaning Robot for Central Air-Conditioning)以及典型性輪腿式機器人TWLR(Typical Wheel Leg Robot，)。首先分析了這兩款機器人的設(shè)計背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后對DCRCAC機器人的設(shè)計過程，Pro/E三維實體建模，實物制作以及清掃結(jié)果進行了系統(tǒng)研究。并對TWLR機器人的所有拓樸機構(gòu)進

2、行了歸類總結(jié)，對每一種拓樸機構(gòu)分別作了自由度分析，并對其中最典型的兩種拓樸機構(gòu)進行了空間運動學分析。 中央空調(diào)管道內(nèi)病菌引起的室內(nèi)空氣污染自2003年非典爆發(fā)以來引起人們的更密切關(guān)注。目前，我國中央空調(diào)清洗行業(yè)才剛剛起步，而且清洗設(shè)備主要依靠國外進口，設(shè)備價格昂貴，并且由于規(guī)格等問題，對我國的某些空調(diào)管道并不適用。針對此問題，本文提出并設(shè)計了一款結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度較高、成本低廉的DCRCAC中央空調(diào)管道清潔機器人系統(tǒng)，包括監(jiān)視

3、控制器，遠程遙控機器人以及集塵凈化裝置。分別從攝像監(jiān)視裝置，驅(qū)動導向裝置和旋轉(zhuǎn)刷裝置這三個模塊詳細介紹了DCRCAC的模塊化設(shè)計過程，包括各種導向輪的設(shè)計，各種參數(shù)的選定，電機的選擇，傳送帶，傳動軸和軸承的選擇安裝以及剛度和強度校核等。并根據(jù)DCRCAC的實際尺寸，用Pro/E建立了三維實體模型，進行了裝配性分析和校核。實際制作的旋轉(zhuǎn)刷裝置實物模型證明了其清掃效果較好。 針對目前輪式機器人對不規(guī)則地面適應性不強，腿式機器人速度低

4、，穩(wěn)定性差等缺點，我們提出了一款綜合輪式機器人運動速度快和腿式機器人運動靈活等優(yōu)點的典型性輪腿式機器人。TWLR(Typical Wheel-Leg Robot)的設(shè)計理念。TWLR機器人還運用多拓樸機構(gòu)，進一步提高了它的靈活度和對不規(guī)則地面的適應性。與常見的輪腿復合式機器人不同，TWLR最大的優(yōu)點是它通過應用不同的拓樸機構(gòu)來適應各種不規(guī)則地面，繞過障礙物，或維持在斜坡上的平衡。它同時還可以扮演腿的角色推或拉機器人的身體來攀爬高大障礙物