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某高楼爬壁机器人移动方式的分析案例图1.2移动时载荷分析本设计在移动时，真空吸盘停止工作，移动时与墙壁间的摩擦力由一个推力风扇提供。由此对机器人移动时进行受力分析。图中，G为机器人重力，F为风载，V为风扇提供的推力，fii=5,6,7,8为轮胎所受的摩擦力，根据空间力系平衡条件可得到平衡方程：N5+V-N6-N(V-N5-Ni=58Fi=58FFfz5+其中，i=1，2，3，4，Fx、Fy、Fz分别为风载在x、y、z轴方向的分量，F机器人在移动时，各轮胎所受的支持力Ni有四个，但与其有关的只有三个互相独立的方程（1.54）~（1.首先只考虑推力V和风载分力FxN5=其次，只考虑重力G和风载FyN5=N7=此时轮胎所受到的支持力为上述力的合力：N5N6N7N8通过公式（1.58）~（1.60）可以得出轮胎所受摩擦力在坐标轴的分力分别为：Ffyi=Ffzi=机器人在移动时的边界条件和式子（1.20）一致：G+F将上述所求的力代入方程：V≥G+Fy只要每个轮胎不产生滑移，则机器人在运动过程中就不会发生滑移现象。因此当推力V满足一定条件时，机器人就不会滑移，此时推力V应满足：V≥maxG+因为上文已经对最不利风风载荷进行过分析，带入其他参数就可求得摩擦力应满足的大小。V≥max157.312NV≥max157.312N本设计为了能够在平面内进行灵活的移动，因此选用了麦克纳姆轮为移动的方式，每个轮子使用一个独立的减速电机进行驱动。本设计的设计速度为50mm∕s,因此对电机的大小和功率有一定的要求，并对此进行计算和分析。初步选用的直流减速电机为兆威机电的24V直流减速电机，该电机的基础参数为：电流：295mA，减速比：4~1296，输出转速：5~1675rpm，输出功率为：2.8W~20W，输入速度：≤15000rpm。接下来进行计算分析来选择减速电机的数据。（1）计算所需要的功率已知工作机主动轴的输出转矩T（N/m）和转速（r/min），需要的功率可由以下公式计算获得，输出转矩为8N/m，转速定为20r/min。（1.74）将数据带入以上式子可以得到功率为16.75w。（2）计算电动机的输出功率考虑到各种传动设备的功率和输入损耗，电动机的最大输出功率（1.75）式中，从电动机驱动到轮的传动比值的总效率是：（1.76）其中都是传动系统中各传动副及各对轴承等等的效率传动系统中涉及到一对滚动轴承以及两个相互啮合的齿轮，由表中数据可以知道这两对圆柱形齿轮以及两对滚动轴承的传动效率大约取别为0.98、0.98、0.99，则根据电动机输出功率公式可以计算得：到:根据如上所示进行计算，选取的交流输送电动机构中的直流电机工作参数为

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