蛇形搜救機器人的原理機構(gòu)設(shè)計

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1、海量機械畢業(yè)設(shè)計，請聯(lián)系海量機械畢業(yè)設(shè)計，請聯(lián)系 Q99872184Q99872184目 錄摘要摘要.1ABSTRACT.1 引言引言.2一、緒論一、緒論.2 1.1 背景及意義.2 1.1 國內(nèi)外發(fā)展趨勢及研究狀況 .3二、設(shè)計方案二、設(shè)計方案.52.1 機構(gòu)設(shè)計.52.2 驅(qū)動設(shè)計 .62.2 基本尺寸.7三、蛇形機器人的運動分析三、蛇形機器人的運動分析.7 73.1 蛇形機器人蠕動分析.83.2 蛇形機器人蜿蜒運動.103.3 蛇形機器人側(cè)向運動.113.4 蛇形機器人側(cè)向翻滾.12四、蛇形機器人的齒輪設(shè)計四、蛇形機器人的齒輪設(shè)計.124.1.1 確定轉(zhuǎn)速124.1.2 確定齒數(shù)124.

2、1.3 確定齒輪馬達排量124.1.4 確定齒輪模數(shù)134.1.5 確定齒寬.134.1.6 齒輪參數(shù)表. .134.2 齒面接觸強度校核.154.2.1 使用系數(shù) Ka 的確定.154.2.2 齒輪精度的確定.154.2.3 動載系數(shù) Kv 的確定.16 4.2.4 齒向載荷分布系數(shù)的確定.164.2.5 齒間載荷分配系數(shù)的確定.164.2.6 彈性系數(shù) Ze.164.2.7 動載系數(shù)K16 4.2.8 齒寬系數(shù).174.2.9 接觸疲勞強度極限. .174.2.10 計算循環(huán)應(yīng)力次數(shù).174.2.11 接觸疲勞壽命系數(shù).174.2.12 齒輪的輸入功率.164.2.13 齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩.1

3、7 4.2.14 計算接觸疲勞強度.184.3 齒面彎曲強度校核.184.3.1 彎曲疲勞強度極限.184.3.2 彎曲疲勞壽命系數(shù).184.3.3 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力.194.3.4 載荷系數(shù).194.3.5 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù).194.3.6 計算齒根危險截面彎曲強度.19五、蛇形機器人電機的選擇五、蛇形機器人電機的選擇.20六、蛇形機器人的導(dǎo)航分析六、蛇形機器人的導(dǎo)航分析.21七、工作原理分析七、工作原理分析.21八、主要創(chuàng)新點八、主要創(chuàng)新點.22九、應(yīng)用前景分析九、應(yīng)用前景分析.22致謝致謝23參考文獻參考文獻.24海量機械畢業(yè)設(shè)計，請聯(lián)系海量機械畢業(yè)設(shè)計，請聯(lián)系 Q998721

4、84Q998721841蛇形搜救機器人的原理機構(gòu)設(shè)計蛇形搜救機器人的原理機構(gòu)設(shè)計摘要：本設(shè)計是一種可攜帶的齒輪式蛇形搜救機器人，它集成了機械工程、電子技術(shù)、智能控制、計算機科學(xué)等多科領(lǐng)域先進研究成果，在救援中可用于環(huán)境勘探、破障、目標(biāo)指示跟蹤，可以為救援人員提供有效的信息以便做出最有效的措施。本論文的研究目的是設(shè)計機構(gòu)新穎、具有獨創(chuàng)性、可攜帶抗沖擊的智能移動機器人。關(guān)鍵詞：蛇形搜救機器人；三維仿真；輪子移動The Principle of Serpentine Search and Rescue Robot Mechanism DesignAbstract: This design is a

5、kind of portable gear type serpentine, search and rescue robot, it integrates mechanical engineering, electronic technology, intelligent control, computer science, and other areas of the multidisciplinary advanced research achievements, can be used in the environment of exploration in the rescue, to

6、 break the barrier, tracking target designation, can provide effective information for rescue workers to make the most effective measures. The research purpose of this paper is to design novel, original, portable resistance to impact of intelligent mobile robot.Key Words: Snake search and rescue rob

7、ot; 3 d simulation; The wheel moving2引言引言蛇形搜救機器人是一種高冗余度移動機器人，具有多于確定機器人空間位置和姿態(tài)所需的自由度使得它可以摹仿生物蛇的無肢運動。蛇形機器人可適應(yīng)各種復(fù)雜地形的行走,其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的行走機構(gòu),在許多領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用景。如在有輻射、有粉塵、有毒及戰(zhàn)場環(huán)境執(zhí)行偵察任務(wù);在地震、塌方及火災(zāi)后的廢墟中找尋傷員；在狹小和危險條件下探測和疏通管道；為人們在實驗室里研究數(shù)學(xué)、力學(xué)、控制理論和人工智能等提供實驗平臺等等。在 21 世紀(jì)的今天，隨著自然災(zāi)害、恐怖活動和各種突然事故發(fā)生的越來越多，在災(zāi)難救援中，救援人員用較短的時間在廢墟中尋

8、找幸存者的幾率比較小，在這種緊急而危險的情況下，救援機器人可以為救援人員提供有效的幫助。因此，將具有自主智能的救援機器人用于危險而復(fù)雜的環(huán)境中搜索和營救幸存者是非常實用的。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展煤炭的消耗越來越大，而我國的煤炭事業(yè)大多數(shù)為礦工開采，所以存在的不安全因素很多，瓦斯煤塵和火災(zāi)等災(zāi)害事故頻繁發(fā)生，災(zāi)害事故嚴(yán)重傷害礦工和造成重大經(jīng)濟損失。因此開發(fā)具有智能的救援機器人是非常具有現(xiàn)實意義的。目前，救災(zāi)方式只是根據(jù)事故的類型確定救災(zāi)的方案，一般救護人員無法進入危險區(qū)域，只能通過提升絞車、移動式風(fēng)車等設(shè)備清除垃圾，向井下通風(fēng)，然后再搜救遇險礦工。 這種方式危險性大，傷亡人數(shù)多，救災(zāi)周期長，往往效率

9、低。 隨著科技的發(fā)展，機器人將被應(yīng)用到煤礦救災(zāi)領(lǐng)域。一、緒論一、緒論11 背景及意義背景及意義隨著科學(xué)的日益進步和人們生活水平的不斷提高，機器人作為 20 世紀(jì)人類的偉大發(fā)明之一，已經(jīng)逐步地進入了生產(chǎn)和生活領(lǐng)域：工業(yè)生產(chǎn)中的用力進行超精密加工的并聯(lián)機器人，海洋勘探領(lǐng)域中的水下機器人，太空探索領(lǐng)域中的行星探測器如美國的火星車，流水線上代替人工的工業(yè)機器人，類人機器人和仿生機器人。這些機器人的出現(xiàn)并逐步應(yīng)用，使我們能強烈地感受到機器人應(yīng)用范圍之廣，影響程度之深。 在 21 世紀(jì)的今天，隨著自然災(zāi)害、恐怖活動和各種突然事故發(fā)生的越來越多，在災(zāi)難救援中，救援人員用較短的時間在廢墟中尋找幸存者的幾率比較

10、小，在這種緊急而危險的情況下，救援機器人可以為救援人員提供有效的幫助。因此，將具有自主智能的救援機器人用于危險而復(fù)雜的環(huán)境中搜索和營救幸存者是非常實用的。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展煤炭的消耗越來越大，而我國的煤炭事業(yè)大多數(shù)為礦工開采，所以存在的不安全因素很多，瓦斯煤塵和火災(zāi)等災(zāi)害事故頻繁發(fā)生，災(zāi)害事故嚴(yán)重傷害礦工和造成重大經(jīng)濟損失。因此開發(fā)具有智能的救援機器人是非常具有現(xiàn)實意義的。目前，救災(zāi)方式只是根據(jù)事故的類型確定救災(zāi)的方案，一般救護人員無法進入危險區(qū)域，只能通過提升絞車、移動式風(fēng)車等設(shè)備清除垃圾，向井下通風(fēng)，然后再搜救遇險礦工。 這種方式危險性大，傷3亡人數(shù)多，救災(zāi)周期長，往往效率低。 隨著科技的

11、發(fā)展，機器人將被應(yīng)用到煤礦救災(zāi)領(lǐng)域。 機器人的研究領(lǐng)域已經(jīng)從結(jié)構(gòu)環(huán)境下的定點作業(yè)中走出來，向著非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的自主作業(yè)方向發(fā)展。傳統(tǒng)的設(shè)計方法已經(jīng)不能滿足機器人在非結(jié)構(gòu)化的、未知環(huán)境下作業(yè)的要求，要解決的主要問題之一就是能實現(xiàn)新的運動方式。傳統(tǒng)的輪式移動機器人的運動平滑,效率高,但需要相對光滑的地面,不能夠適應(yīng)惡劣的環(huán)境。同樣使用履帶，可以改進移動機構(gòu)適應(yīng)地面的能力，但它卻無法充分實現(xiàn)運動的靈活性。步行機器人有著諸如運動的速度慢和穩(wěn)定性差等弊端，這就促使人們?nèi)ミM一步尋找靈活的運動模式。而自然界的蛇的運動是一種“無肢運動”,它不需要輪子和腿。蛇由于在結(jié)構(gòu)上無肢，可以爬樹、游水、鉆洞、繞過障礙物、穿

12、越沙漠，在平坦的地面爬行更是能達到行動如飛。蛇的身體，雖然只不過象一條繩子，但具有多種運動變化方式，功能強大：在前行的時候可以當(dāng)“腿腳” ，在攀爬的時候可以當(dāng)“手臂” ，而在攫取東西的時候又可以當(dāng)“手指” 。 蛇形機器人模擬自然界蛇的無肢結(jié)構(gòu)，具有多關(guān)節(jié)、多自由度，多冗余自由度的特點，可以有多種運動模式，良好的地面適應(yīng)性和運動穩(wěn)定性，在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景：如在有輻射、有毒等危險環(huán)境下的偵察和搜索；在地震、塌方及火災(zāi)后的廢墟中搜尋災(zāi)難幸存者；在狹小和危險條件下探測和疏通管道；在航空航天領(lǐng)域可用其作為行星表面探測器，軌道衛(wèi)星的柔性手臂。蛇形機器人具有穩(wěn)定性好、橫截面小、柔性等特點，能在各種

13、粗糙、陡峭、崎嶇的復(fù)雜地形上行走，并可攀爬障礙物，這是以輪子或腿作為行走工具的機器人難以做到的。由于其環(huán)境適應(yīng)能力強，因此，在廢墟搜索救援工作中，具有廣闊的應(yīng)用前景。1.21.2 國內(nèi)外的發(fā)展趨勢和研究現(xiàn)狀國內(nèi)外的發(fā)展趨勢和研究現(xiàn)狀在救援機器人的研究方面，美國走在了世界前列，他具有獨立的實驗性無人作業(yè)，加上近年來災(zāi)難事故的不斷增多，小型智能履帶機器人的研究工作越來越受到現(xiàn)在人的高度重視。日本大阪大學(xué)研制出蛇形機器人，能在高低不平的模擬廢墟上前進，其頂端帶有 1 部小型監(jiān)視器，身體部位安裝傳感器，可以在地震后的廢墟里尋找幸存者。 當(dāng)今美國研究的智能機器人，能適應(yīng)崎嶇不平的地形環(huán)境、爬樓梯，它主要

14、執(zhí)行偵察、尋找幸存者、勘探化學(xué)品泄漏等任務(wù)。1995 年日本神戶-大阪地震及其后發(fā)生在美國俄克拉荷馬州的阿爾弗德聯(lián)邦大樓爆炸案，揭開了救援機器人技術(shù)研究的序幕。2001 年美國的 911 事件，美國機器人輔助救援中心和其他一些單位的救援機器人參與了救援活動。例如 Foster-Miller 公司的系統(tǒng)（圖 1） 、Tolon 系統(tǒng)（圖 2）以及 Inuktun 公司的 Vgtv 系統(tǒng)（圖 3、圖 4） ，如下圖所示：4圖 1Foster-Miller 公司的系統(tǒng)圖 2 Tolon 系統(tǒng)日本的 Hirose 教授首先提出蛇形機器人運動系統(tǒng)，并研制出了第一個蛇形機器人（如圖 3 顯示）圖 4 為蛛

15、型機器人“星標(biāo)” 。圖 3 蛇形機器人5圖 4 星標(biāo)隨著對救援機器人的不斷深入研究，越小而效率高的履帶式救援機器人深受大家的喜愛。在目前的救援工作中，往往釋放許多的機器人，以擴大搜索范圍，提高工作效率，并且多個機器人協(xié)同合作，可以提高信息的可靠性和準(zhǔn)確性。各個機器人之間相互交流可以解決諸如定位、全覆蓋、翻越障礙等單個機器人難以處理的問題。履帶式的機器人撐地面積大、摩擦大能更好的翻越障礙，所以現(xiàn)在是主流。而國內(nèi)現(xiàn)在針對救援機器人的研究相對分散，主要集中在警用、民用的便攜式履帶機器人。雖然我國救援機器人的研究才剛剛起步但進展很快。例如清華大學(xué)精密系及其自動化實驗室的微小型機器人可以很好的實現(xiàn)目標(biāo)、

16、視覺信息的分析處理。二、設(shè)計方案二、設(shè)計方案蛇形機器人是將蛇的結(jié)構(gòu)加以簡化，提出了連桿鉸鏈機構(gòu),分析了自然界蛇的典型運動方式。本設(shè)計包括對蛇形機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對運動形式進行分析，確定蛇形機器人的控制方案以及選擇的傳感器，使機器人在復(fù)雜的地面上工作，實現(xiàn)救災(zāi)功能。2.12.1 機構(gòu)設(shè)計機構(gòu)設(shè)計從仿生的角度對蛇形機器人的機構(gòu)進行了設(shè)計，并對其運動機理進行了研究，提出一種新型的可重構(gòu)蛇形機器人機構(gòu)，如圖 1 所示。智能控制單元是由一個控制板和一個舵機組成，舵機是和舵機架相連接，舵機架和轉(zhuǎn)動框架相互連接。工作時，舵機軸轉(zhuǎn)動，通過連接的圓形舵帶動轉(zhuǎn)動框架轉(zhuǎn)動。舵機的輸出由活動板傳遞給下一單元。同時，連

17、接板上的連接孔均勻地分布在同一直徑的圓周上，可保證兩模塊按軸線平行或垂直方式連接，實現(xiàn)了模塊間連接的通用性，達到機構(gòu)可重構(gòu)的設(shè)計目的。6圖 1 蛇形機器人的連接結(jié)構(gòu)蛇形機器人的運動單元主要有兩種組合形式，方案一是單元間的舵機架與轉(zhuǎn)動框架平行連接，實現(xiàn)兩個單元的轉(zhuǎn)動軸為平行關(guān)系，如圖 2 所示，單元組可進行二維空間的運動。圖 2 蛇形機器人的連接方式一 2.2 驅(qū)動設(shè)計驅(qū)動設(shè)計 蛇形機器人采用的齒輪式驅(qū)動裝置，每個關(guān)節(jié)安裝 3 個齒輪，通過伺服電動機的驅(qū)動圓錐齒輪可以使其運行 ，如下圖設(shè)計72.32.3 基本尺寸基本尺寸蛇形機器人總長度為 70 cm，重約 2.5kg -5kg，機構(gòu)的主體材料是

18、鋁合金，在下表面是摩擦系數(shù)比較大的附加材料，主要是為了增加機構(gòu)和地面之間的摩擦力。機構(gòu)的各部分的參數(shù)如下表所示。舵機扭力 3.5kg.cm重量 36g工作電流280mA速度 0.5 sec/60 degree工作電壓 4.86.0V尺寸 40.8*20.1*36.5電池 1品牌 GE POWER重量71g標(biāo)稱電壓 11.1V標(biāo)稱容量860mah放大倍率持續(xù)20C尺寸 56*31*22mm電池 2品牌 GE POWER重量33g標(biāo)稱電壓:7.4V標(biāo)稱容量:500mAh放電倍率:持續(xù)20C尺寸 55*31*11mm舵機架材料 鋁合金重量 20.83g尺寸 56*50*66mm轉(zhuǎn)動框架材料 鋁合金重

19、量 48.21g尺寸 64*25*42mm蛇形機器人總共有 10 個關(guān)節(jié)，其中包括一個頭和一個尾。在頭部安裝了兩只眼睛,利用螺釘連接。眼睛不只為裝飾,將其做成兩個部件的裝配結(jié)構(gòu),眼球內(nèi)裝有傳感器,實現(xiàn)智能控制。尾部是整個機器人的供電中心,需要安裝一塊 6V 的電池,為了使其在運動中穩(wěn)定且不發(fā)生松動或滑落現(xiàn)象,采用雙側(cè)卡槽的安裝方式,底部加上限位螺釘。三、蛇形機器人的運動分析三、蛇形機器人的運動分析此處刪減 NNNNNNNNNNNNNNNN 字 8需要整套設(shè)計請聯(lián)系 q：99872184。徑向力 t12T2 100000F2469.1Nd81 （式 2-12）因為齒數(shù)比 u=1 = 872.3M

20、Pa （式 2-13）u1ubdKF2.5Z1tEH H所以齒輪的劫持疲勞強度滿足要求。4.34.3 齒面彎曲強度校核齒面彎曲強度校核4.3.14.3.1 彎曲疲勞強度極限彎曲疲勞強度極限由機械設(shè)計圖 10-20c 查得齒輪的彎曲疲勞強度極限 。630MPaFE4.3.24.3.2 彎曲疲勞壽命系數(shù)彎曲疲勞壽命系數(shù)由機械設(shè)計圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù):0.85KFN 如下圖：圖 2-4 彎曲疲勞強度壽命系數(shù)FNK4.3.34.3.3 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.3 則： 9 （式 2-14） MPa1241.36300.85SKFEFNF4.3.

21、44.3.4 載荷系數(shù)載荷系數(shù) 1.35 1.1 1.3 11.9305AVFFKK K KK 4.3.54.3.5 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)由機械設(shè)計表 105 查取齒形系數(shù)FaY2.91 應(yīng)力校正系數(shù)SaY1.53。4.3.64.3.6 計算齒根危險截面彎曲強度計算齒根危險截面彎曲強度 tSaFaFFKFY Y1.9305 2469.1 2.91 1.53157.2MPabm30 4.5 （式 2-15）所以，按齒面接觸疲勞強度校核，所選齒輪參數(shù)符合要求，按齒根彎曲疲勞強度校核亦符合。此齒輪的設(shè)計符合強度要求。電機選型五、蛇形機器人電機的選擇五、蛇形機器人電機的選擇1

22、1、電機類型選擇、電機類型選擇多功能爬樓梯裝置的驅(qū)動機構(gòu)電機是整個系統(tǒng)的核心，它在一定程度上決定了裝置使用的安全性、可靠性。平地驅(qū)動采用兩個小功率電機驅(qū)動，爬樓動作由另兩個大功率電機驅(qū)動。整個系統(tǒng)以蓄電池作為供電能源，可供選擇的電機有步進電機、直流電機和無刷直流電機14。(l)(l)步進電機步進電機步進電機具有轉(zhuǎn)矩大、慣性小、響應(yīng)頻率高等優(yōu)點，能夠快速起動與停止。它通常不需要反饋就能對位移或速度進行精確控制，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。但是步進電機能耗太大，速度也不高，且存在一個固有缺點，即在低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大，不利于整個裝置的穩(wěn)定。(2)(2)直流電機直流電機直流電機具有良好的起動、制動

23、和調(diào)速特性，具有很寬的調(diào)速范圍，且易于平滑調(diào)節(jié)。它具有控制特性好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，滿足裝置對突發(fā)情況做出反應(yīng)的靈敏性要求；而且低速時平穩(wěn)性好，滿足了裝置在爬樓運動時低速穩(wěn)定性的要求;起動轉(zhuǎn)矩大、過載能力強，可以滿足裝置爬坡、翻越臺階的性能要求。但是傳統(tǒng)的直流電機均采用換相器和電刷以機械10方法進行換相，因而存在相對的機械摩擦，由此帶來噪聲、火花、無線電干擾以及壽命短等問題，需要經(jīng)常維護。(3)(3)無刷直流電機無刷直流電機針對傳統(tǒng)直流電機的上述弊病，無刷直流電機采用電子換相電路取代了機械換相裝置，不僅繼承了直流電機的優(yōu)點，且具有無噪音、免維護、可靠性高的優(yōu)越特性。因此我們選用無刷直流電機作為

24、裝置的驅(qū)動電機，前輪驅(qū)動和后輪轉(zhuǎn)向各采用兩個普通的無刷直流電機驅(qū)動。2 2、電機型號選擇、電機型號選擇由上可知，本設(shè)計采用普通無刷直流電機作為動力源,機器人最大載重為 20KG，平地最大速度為 1.5km/h，車體及電池重量大約為 15KG。（1 1） 驅(qū)動電機選型驅(qū)動電機選型功率計算： 1220159.8 0.42/144.06PFmmgkgm sW根據(jù)以上計算及各個參數(shù)，本設(shè)計選擇濟南科亞電子科技有限公司生產(chǎn)的 ZW57BL90-230 型直流無刷電機作為驅(qū)動電機，ZW57BL90-230 型直流無刷電機參數(shù)如表 3.3 所示。表 3.3 ZW57BL90-230 型直流無刷電機參數(shù)型號額

25、定功率額定電壓最大轉(zhuǎn)矩ZW57BL90-230180W24V2Nm（2 2） 轉(zhuǎn)向電機選型轉(zhuǎn)向電機選型 轉(zhuǎn)向電機只負(fù)責(zé)車體轉(zhuǎn)向故不需太大的功率，因此本設(shè)計選擇濟南科亞電子科技有限公司生產(chǎn)的 ZW57BL52-225 型直流無刷電機作為轉(zhuǎn)向電機，ZW57BL52-225 型直流無刷電機參數(shù)如表 3.4 所示。表 3.4 ZW57BL52-225 型直流無刷電機參數(shù)型號額定功率額定電壓最大轉(zhuǎn)矩ZW57BL52-22545W24V0.5Nm六、蛇形機器人的導(dǎo)航分析六、蛇形機器人的導(dǎo)航分析機器人導(dǎo)航相關(guān)技術(shù)包括機器人定位與地圖構(gòu)建機器人路徑規(guī)劃機器人體系結(jié)構(gòu)傳感器數(shù)據(jù)融合傳感器的導(dǎo)航方式是移動機器人導(dǎo)

26、航發(fā)展的必然趨勢這種多傳感器的信息融合。對于救災(zāi)的蛇形機器人的研究領(lǐng)域已經(jīng)從結(jié)構(gòu)環(huán)境下的定點作業(yè)中走出來向著非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的自主作業(yè)，未知環(huán)境中的蛇形機器人運動規(guī)劃面臨兩個主要問題蛇形機器人的導(dǎo)航和路徑規(guī)劃解決辦法是采用傳感器和空間構(gòu)形法在蛇形機器人都安裝了一些非視覺傳感器如超聲傳感器紅外傳感器接觸傳感器等 ，利用這些傳感器可以實現(xiàn)機器人導(dǎo)航。超聲數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)結(jié)合通過事先訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測障礙物的可能位置從而11使得機器人能夠在動態(tài)非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中實現(xiàn)自主導(dǎo)航，技術(shù)充分利用了多個傳感器的資源通過對這些傳感器及其觀測信息的合理支配和利用把多個傳感器在空間或時間上的冗余或互補信息根據(jù)一定的準(zhǔn)則進行

27、組合從而獲得對被測對象的一致性解釋或描述因此它不但能夠提高導(dǎo)航精度同時也使整個導(dǎo)航系統(tǒng)具有了較高的魯棒性。七、工作原理分析七、工作原理分析蛇形機器人的工作原理是靠機器人與地面之間的摩擦來實現(xiàn)機器人的運動。我們所設(shè)計的機器人不僅可以在廢墟中尋找生命，還可以用于星球探測等地形很復(fù)雜的場所。這里所設(shè)計的機器人具有自我分析的能力，根據(jù)傳感器獲得的地面信息能夠進行自我分析，然后采用最適合的運動方式進行運動，所以蛇形機器人可以在非結(jié)構(gòu)環(huán)境中進行工作。八、主要創(chuàng)新點八、主要創(chuàng)新點（1）本作品中所設(shè)計的機器人是按照自然界中蛇的行走方式進行的設(shè)計，所以是一個仿生機器人。（2）蛇行機器人的每個運動單元可以實現(xiàn)機構(gòu)

28、的重組。（3）所制造的蛇形機器人的每個單元均為一個萬向鉸，而一個整體的蛇形機器人是由 4個這樣的單元體組成，所以蛇行機器人的每個關(guān)節(jié)可以實現(xiàn)在空間的三維運動。 （4）多種爬行方式，仿照自然界中的蛇形機器人，可以實現(xiàn)蛇的四種動作。在有模才的地面實現(xiàn)波形運動，在沒有摩擦的地面實現(xiàn)滾動，這樣既可以節(jié)省動力還可以提高機器人的行走速度在非機構(gòu)環(huán)境下運動（5）現(xiàn)在制作出的很多機器人都是在結(jié)構(gòu)環(huán)境中實現(xiàn)運動，這樣的機器人不需要有模式識別和分析系統(tǒng)，我們所制造的蛇形機器人因為主要用到廢墟中尋找活得生命，所以要求機器人對環(huán)境的適應(yīng)能力特別強，我們所設(shè)計的機器人主要就是注重這方面的研究，可以實現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下的工作

29、。九、九、應(yīng)用前景分析應(yīng)用前景分析蛇形機器人具有運動穩(wěn)定性好、適應(yīng)地形能力強、可靠性和維護性高等特點CAN總線的高度實時性、可靠性、擴充性和多主工作方式，為蛇形機器人的分布式控制提供了硬件條件，基于CAN總線的蛇形機器人控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對蛇形機器人的各個關(guān)節(jié)的有效控制，實現(xiàn)了蛇形機器人的各種運動，提高了蛇形機器人控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴展性，具有重要科研意義和實用價值。12致謝致謝 隨著畢業(yè)日子的逼近，畢業(yè)設(shè)計也接近尾聲。在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我終于順利完成了畢業(yè)設(shè)計。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計我發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)

30、設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了原來只是還比較欠缺，自己要學(xué)的東西還很多。以前老是覺得自己什么都會，什么都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作和生活中都應(yīng)該不斷地學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識和綜合素質(zhì)。在這次畢業(yè)設(shè)計過程中也使我們同學(xué)間的關(guān)系更進一步，同學(xué)之間互相幫助，互相學(xué)習(xí)。 我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正

31、到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師李明富對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。其次要非常13感謝我的輔導(dǎo)老師，在畢業(yè)設(shè)計期間給了我大力的幫助和支持，對很多問題給與了細(xì)心的講解，并幫助我梳理思路，使設(shè)計能夠如此順利地進行下來。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。由于水平有限，本設(shè)計存在一些不成熟和欠妥之處。懇請各

32、位老師、同學(xué)批評指正，以便走上工作崗位后進一步改正、提高自己。參考文獻參考文獻1 吳奇峰,劉冬雪,任家權(quán). 遙控起動在叉車上的應(yīng)用J. 叉車技術(shù), 2010,(02) .2 尹曉霞,楊欣. 紅外線遙控電冰箱故障實驗臺的設(shè)計J. 裝備制造技術(shù), 2010,(01) .3 祁亨年，基于雙目立體視覺的排爆機器人自動目標(biāo)抓取J. 廣西師范大學(xué)學(xué)報, 2008,(03) .4 安定，移動 X 線機遙控曝光系統(tǒng)的設(shè)計J. 黑龍江科技信息, 2008,(34) .5 上官望義，輪式移動機器人移動性能研究及樣機設(shè)計開發(fā)D. 西安理工大學(xué), 2009 . 6喬風(fēng)斌，楊汝清.六輪移動機器人爬樓梯能力分析.機器人，

33、2004，26(4)：301305.7蘇和平，王人成. 爬樓梯輪椅的研究進展.中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2005，20(5)：366367.8王德新，王付銳，董二寶，等.自主越障機器人在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的越障控制研究.制造業(yè)自動化，2005，27(7)：3135.9王挺，王越超，趙憶文.多機構(gòu)復(fù)合智能移動機器人的研制.機器人，2004，26(4)：289294.10蔡改貧，吳光華，歐陽田.越障機器人運動學(xué)分析與仿真.江西有色金屬，142008，22（1）：4347.11李貽斌，劉明，周風(fēng)余.移動機器人多超聲傳感器信息融合方法.系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，19992，1(9)：5557.12方昆凡，公差與配合實用

34、手冊M，北京：機械工業(yè)出版社，2005 年.13徐國華，譚民.移動機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢.機器人技術(shù)與應(yīng)用，200l，23(3)：7l4.14李磊，葉濤，譚民，等.移動機器人技術(shù)研究現(xiàn)狀與未來.機器人，2002，24(5)：475480.15陸豐勤.多功能爬樓梯裝置的研究及控制系統(tǒng)的設(shè)計：碩士學(xué)位論文.南京：南京理工大學(xué)，2008.16李天慶.基于多傳感器融合的機器人自主爬樓梯研究：碩士學(xué)位論文.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2008.17胡人喜等，Pro/Engineer 標(biāo)準(zhǔn)實例教程，北京：機械工業(yè)出版社，2009 年.18白琨.履帶式移動機器人越障能力的研究：碩士學(xué)位論文.內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，2007.