轮式移动机器人的结构设计【4张图纸】

轮式移动机器人的结构设计

38页-18000字数+说明书+开题报告+任务书+4张CAD图纸

任务书.doc

原创性说明.doc

封面及摘要.doc

开题报告封面.doc

转向轮.dwg

轮式移动机器人的结构设计开题报告.doc

轮式移动机器人的结构设计说明书.doc

轮式移动机器人装配图.dwg

零件图手爪.dwg

驱动部分.dwg

 目    录

1  前言（2）

2  机构的驱动方案设计（5）

　2.1 机器人运动方式的选择（5）

2.2 轮式机器人驱动方案设计（9）

  2.2.1轮式机器人驱动轮组成（10）

  2.2.2轮式机器人转向轮组成（11）

  2.2.3电机选择（12）

  2.2.4减速机构的设计（17）

  2.2.5变速箱体、前车体及电池箱（18）

  2.2.6后减震及前减震机构（19）

  2.2.7车轮和轮毂（20）

3  传动机构、执行机构的设计及受力分析（23）

3.1 传动机构的设计（23）

3.2 执行机构的设计（24）

3.3 机器人受力分析及如何保证加速度最优（24）

4  轮式移动机器人的运动学分析（26）

4.1 轮式式机器人的运动学建模（26）

4.2 阿克曼约束的机器人运动模型（29）

5  轮式移动机器人的运动控制系统设计（32）

5.1 控制系统硬件设计（32）

5.2 控制系统软件设计（34）

  5.2.2上位机控制系统软件设计（34）

  5.2.3下位机控制系统软件设计（34）

6  结论（36）

参考文献（37）

致谢（38）

　　　本毕业设计课题主要是为了掌握和了解轮式移动机器人的基本结构和运动控制系统的能力，基本能实现前进、后退、360°范围转动的运动,也可以为机器人的运动和控制提供一个很好的研究平台。本文所讨论机器人系统运动学模型近似于汽车，因此称为轮式机器人，它的组态由机器人在工作环境中的位态确定。

   它作为一种小型轮式移动机器人，是一种非线性控制系统。为了能发挥将来加载到这种机器人上的功能因而对小车性能作了要求。

   作为主要在室内工作的机器人长度不宜超过1000mm高度要控制在机器人平衡稳定运作的范围内。因此，车体在保证稳定的情况下做的尽量小各部件排列方式应尽量减小纵向尺寸，使车体紧凑。内置于其中的电路板和电池的尺寸也要受到限制。设计电路是要尽量选用功能大、集成度高的芯片，而电池要选用体积小并且耐用的型号。因此，本课题控制器设计选用STC89LE52单片机来实现控制电路的架构，并且减少外围逻辑电路，使板面布局紧凑。

　　　车体系统的运动性能是影响系统性能，决定机器人性能达标的重要因素。因此，在软硬件选型时，满足快速性、准确性要求是考虑的第一要素之一。要求机构能够具有更大的灵活性与柔性，能够具有更大的跨越障碍的能力。最好采用减震设计，它有利于保护机器人各组成部件，特别是电器元件。

　　　相对于工业环境来讲，我们设计的机器人所处的环境所受的强磁干扰要小得多，但是要达到系统运作实时、准确，某些干扰就显得较为明显:

　　　首先，机器人体积很小，电机及其驱动系统，处理器系统，无线模块同处于很小的空间，这几部分之间的相互干扰，特别是电机及其驱动系统对处理器的干扰，无线模块对处理器的干扰以及无线通讯所特有的噪声干扰都不容忽视。本课题中，分别采用了硬件抗干扰设计和软件抗干扰设计。其次，机器人工作环境周围的电器将对其产生影响。