一种全向重载移动平台结构设计与特性分析

发布时间：2021-12-10 16:01

　　安装有麦克纳姆轮系的全向移动平台具有高工作效率、高位置精度、零转向位移和全方位移动的特点。全向移动平台作为智能化技术的体现,逐渐渗入至重工业范畴,不仅可以降低人为劳动力,保障工人的安全,还可以实现重工业的自动化作业。而现代工业的需求直接影响着全向移动平台的结构设计和性能特征,本文基于承载调姿产品的装配运输需求对全向重载移动平台进行设计,并对其性能特征进行理论研究和仿真分析,主要内容如下:针对承受重载且限高的技术要求,对全向移动平台的结构进行设计,主要包括车架、移动机构和独立悬挂机构等结构的设计,特别针对移动机构采用的布置方式和独立悬挂机构采用的减震方式进行方案设计。运用Creo软件对移动平台设计方案进行三维建模,搭建控制方案,明晰控制原理及选择相关控制元件,再对其进行加工制造,装配调试,进而规划样机运行的操作步骤。基于移动平台的双排16轮结构方案设计对运动学进行分析,采用坐标转换的方法建立移动平台质心作为输出参数对象与驱动轮系作为输入参数对象之间的联系式。以移动平台的运动特性为基础建立相应的动力学方程,推导驱动轮角速度、角加速度与所受外力之间的关系式。运用拉格朗日方法分析移动平台悬挂机... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

“索杰纳”火星探索移动机器人

地下铺设电线，利用电磁感应产生磁场来引导移动平台定向移动[22]。1973年，瑞典VOLVO公司引入计算机控制AGV完成装配工作，并大量应用于生产线，这样创新性的改进极大地解放了人力劳动，也使装配运输更加准确，在汽车领域的应用扩大了AGV的使用领域[23]。此后，AGV又逐渐在柔性制造和柔性装配领域得到应用。随着对AGV技术的深入研究，1997年，AGV首次涉足外星探测领域，美国NASA应用AGV技术发明制造并成功发射用于探测考察的火星车“索杰纳”，如图1-1所示。而后又将此技术应用于“勇气号”火星机器人并成功登陆火星，如图1-2所示[24]，它出色的完成火星地面勘测任务，并传输回大量珍贵资料。图1-1“索杰纳”火星探索移动机器人图1-2“勇气号”火星探索移动机器人在军用领域上，美国Foster-Miller公司研制了军用履带式AGV产品“魔爪”，如图1-3所示，该AGV产品在军事上既可以装备机枪也可以装备导弹，操控者只需在安全地区实行远程操作指挥即可[25]；英国发明设计了一种高科技拆弹机器人“龙

燕山大学工程硕士学位论文-4-行者”，采用的同样是履带式AGV的形式，通过在移动机器人上安装机械臂的形式来实现拆弹的目的，如图1-4所示，这种机器人体积小，便于随身背包携带，可用于爆炸装置的检测与拆除，从而避免士兵直接接触发生意外事故[26]。图1-3“魔爪”军用移动机器人图1-4“龙行者”拆弹移动机器人在生活服务领域上，很多国家开展了智能轮椅的研究，智能轮椅相比于传统轮椅的区别在于：智能轮椅[27]属于移动机器人一类，利用轮系行走机构运动，较传统轮椅的不同在于其结构设计除了舒适座椅以外，还安装有电脑控制系统和其它传感设备，当安装有相当于人眼功能的视觉设备或激光等传感器时，可实现智能轮椅的无障碍运动等功能。例如美国麻省理工大学开发的可语音控制的智能轮椅机器人，如图1-5所示。足球移动机器人[28]作为替代足球运动员而开发的一款足球竞赛类移动平台，若其能在足球竞赛中获胜，则说明所开发设计的足球机器人具备较高的人工智能技术，而RoboCup机器人世界杯则是一个提供给众多专业机器人彼此竞赛的平台，它聚集了世界众多高端前沿智能技术，有很高的科学技术水平，在机器人竞赛领域有很高的世界影响力，足球移动机器人也因此成为了研究人工智能技术的载体，机器人足球赛如图1-6所示。图1-5智能轮椅机器人图1-6机器人足球赛


本文编号：3532945