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家用四足移动机器人设计全套(任务书+开题报告+论文+翻译+图纸+代码)
文章来源:www.biyezuopin.cc   发布者:学生毕业作品网站   发布时间:2019-01-08 12:21:22   阅读:1446

 

机器人的研究和制造水平逐渐成为一个国家或者地区综合科技实力的标志。如何实现机器人在复杂环境中顺利工作一直是研究人员关注的焦点。国内外工程技术人员一直致力于研究机器人的动态步行,如何降低结构自由度并简化控制一直是研究的难点。本课题从仿生学原理出发设计了一种能实现动态步行的新型家用移动四足机器人

本文对多足机器人的技术现状和特点进行了综合分析,确定了本课题的研究目标和预期结果。通过对马的对角小跑步态分析,完成了对家用移动四足机器人步态的分析与原理方案的设计,主要包括步行机构的原理方案和转弯机构的原理方案。

基于上述的原理方案,对步行机器人的结构进行了设计,主要内容有总体装配图设计、腿部结构设计、转弯结构设计。在机构设计完成的基础上,对齿轮轴、直齿圆锥齿轮、轴承等关键零件进行了校核计算。最后运用Pro/E软件为机器人进行了三维建模和机器人的动作过程进行了仿真。

本课题要求学生设计一种家用四足移动机器人。要求对移动机器人的结构中的薄弱环节和关键环节进行校核。并完成四足移动机器人的传感器配置和控制方案设计。

 

关键词:四足机器人;仿马步态;转弯机构;减震装置

ABSTRACT

The level of robot research and manufacturing has gradually become the symbol of a country or region's comprehensive scientific and technological strength. How to realize the robot working smoothly in complex environment has been the focus of researchers. Engineers at home and abroad have been devoted to the dynamic walking of robots. How to reduce the degree of freedom of structures and simplify control has been a difficult point. Based on the principle of bionics, a new kind of mobile quadruped robot is designed to realize dynamic walking.

In this paper, the present situation and characteristics of multi-legged robot are comprehensively analyzed, and the research objectives and expected results are determined. Through the analysis of the diagonal trot gait of the horse, the gait analysis and the design of the principle scheme of the household mobile quadruped robot are completed, including the principle scheme of the walking mechanism and the principle scheme of the turning mechanism.

Based on the above principle scheme, the structure of the walking robot is designed. The main contents are the general assembly drawing, the leg structure design and the turning structure design. On the basis of the completion of the mechanism design, the key parts, such as the gear shaft, the straight bevel gear and the bearing, are checked and calculated. Finally, the Pro/E software is used for the robot. Three dimensional modeling and robot's action process are simulated.

This subject asks the student to design a kind of household quadruped mobile robot. It is necessary to check the weak links and key links in the structure of mobile robots. The sensor configuration and control scheme of quadruped mobile robot are designed.

 

Keywords: quadruped robot; horse imitation gait; turning mechanism; shock absorber

 

摘要 I

ABSTRACT II

1 绪论 1

1.1  课题研究的目的和意义 1

1.2  国内外关于家用移动四足机器人的发展现状 2

1.2.1  国外关于家用移动四足机器人的发展现状 2

1.2.2  国内关于家用移动四足机器人的发展现状 3

1.3  本设计的研究目标及完成的主要工作内容、预期结果 5

1.3.1  研究目标 5

1.3.2  设计完成的主要工作内容 5

1.3.3  本设计的预期结果 6

2 机器人的步态分析与方案确定 8

2.1  家用移动四足机器人的步态分析与规划 8

2.1.1  家用移动四足机器人的步态分析 8

2.1.2  家用移动四足机器人行走的步态规划 9

2.1.3 家用移动四足机器人转弯步态规划 9

2.2  四足机器人步行机构的原理设计 10

2.2.1  大腿连杆组的设计 10

2.2.2  小腿连杆组的设计 11

2.2.3  脚底面的设计 12

2.3  家用移动四足机器人总体方案的确定 13

2.3.1  设计的基本原则及目标要求 13

2.3.2  家用移动四足机器人的方案设计 13

2.3.3  设计方案的选择和确定 17

2.4  本章小结 19

3 家用移动四足机器人的结构设计 20

3.1  家用移动四足机器人腿部结构设计 20

3.2 家用移动四足机器人转弯结构设计 20

3.3家用移动四足机器人减震装置的应用 21

3.3.1  减振器的工作原理 21

3.3.2  减振器的工作原理图 22

3.4家用移动四足机器人整体结构方案 23

3.5 本章小结 24

4 重要机构部件的参数计算与校核 25

4.1  电机的计算与型号选取 25

4.2  直齿圆锥齿轮传动设计与强度校核 27

4.3  转弯机构传动轴的强度校核计算 30

4.3.1电机输出端转轴的强度校核 30

4.3.2传动轴的强度校核计算 34

4.4  轴承的寿命校核计算 37

4.4.1  电机输出端转轴轴承的寿命校核计算 37

4.4.2  转弯机构传动轴轴承的寿命校核计算 38

4.5转弯机构锥齿轮轴平键的校核计算 38

4.6转弯机构与腿部机体连接螺栓的校核计算 39

4.7本章小结 40

5 家用移动四足机器人的三维建模与运动仿真 41

5.1  概述 41

5.2  三维建模软件的介绍 41

5.3  三维建模工作的主要内容 42

5.4  本章小结 45

结论 46

参考文献 47

攻读学士学位期间发表的论文和取得的科研成果 49

致谢 50

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