履带式搜救机器人机械结构设计毕业设计说明书
多功能履带式机器人设计
摘要：随着我国改革开放的不断开展，我国经济建设和技术应用都得到了高速稳定的发展，机器人已成为制造加工行业必不可少的关键设备，机器人可以分为关节机器人和移动机器人两种，关节机器人通常情况下是固定不动的，所以其工作范围非常局限，而移动机器人恰恰克服了这一技术难题，随时随地的移动大大的增加了机器人的使用区间，使得机器人能够更加方便快捷的完成各项任务。
移动机器人相比普通关节机器人增加了移动机构，移动的方式多种多样，有腿式移动机构，轮式移动机构，履带式移动机构等等，选择何种移动方式决定了移动机器人的工作性质和内容。
本篇论文中提出了一种结构巧妙、机动性好、稳定性能高的多功能履带式机器人设计方案，本方案对履带式机器人技术进行深入分析研究，其工作原理是：利用履带式机器人的双节双履带进行支撑机器人本体进行移动，通过调整两节履带的角度来翻越障碍，最终实现机器人自由移动的目的。
多功能履带式机器人作为一种新型的移动机器人，对此进一步的研究也是不能忽视的。
关键词：机器人；移动机器人；履带式机器人AbstractWith the continuous development of China's reform and opening up, China's economic construction and technology applications have been high-speed and stable development, the robot has become a manufacturing and processing industry essential essential equipment, robots can be divided into joint robot and mobile robot two, joint robot Usually the case is fixed, so its working range is very limited, and mobile robots just to overcome this technical problems, anytime, anywhere the mobile greatly increased the use of the robot range, making the robot can more quickly and easily complete the task.Compared with the common robot, the mobile robot has increased the movement mechanism, the movement way is varied, the leg movement mechanism, the wheel movement mechanism, the crawler movement mechanism and so on. What kind of movement mode is selected determines the working nature of the mobile robot and content. This paper presents a multi-functional crawler robot design scheme with clever structure, good mobility and high stability. The scheme is based on the deep analysis of the crawler robot technology. The working principle is that the use of the double- Section of the double track to support the robot body to move, by adjusting the angle of the two tracks to cross the obstacles, and ultimately achieve the purpose of free movement of the robot. Multi-function crawler robot as a new type of mobile robot, this further study can not be ignored.Keywords: robot，Mobile robots, Crawler robots目录Abstract (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2移动机器人的发展概况 (1)1.3 Solidwork软件的介绍 (2)1.4 有限元分析的介绍 (3)1.5 课题研究的意义及目的 (4)第二章多功能履带式机器人的设计 (5)2.1 多功能履带式机器人的设计要求 (5)2.2多功能履带式机器人的设计概述 (5)2.2.1多功能履带式机器人与其他类型移动机器人原理的对比 (5)2.2.2多功能履带式机器人与其他类型移动机器人特点的对比 (8)2.2.3 多功能履带式机器人的设计参数 (8)2.3多功能履带式机器人的具体设计 (8)2.3.1 机器人底座结构设计 (9)2.3.1.1行走电动机的设计与选型 (9)2.3.1.2减速器齿轮的设计 (12)2.3.1.3齿轮齿数的选择 (13)2.3.1.4直齿圆柱齿轮静力及接触分析的理论计算 (14)2.3.1.5直齿轮静力及接触的有限元分析 (17)2.3.1.6链传动的设计 (19)2.3.2机械手臂结构设计 (21)2.3.2.1机械手臂转动电机的设计与选型 (21)2.3.2.2机械手臂转动结构的设计 (23)第三章总结与展望 (24)参考文献 (24)第一章绪论1.1 引言随着我国改革开放的不断开展，我国经济建设和技术应用都得到了高速稳定的发展，机器人应用的地方变得越来越多，从单一的生产制造业发展到各行各业，甚至延伸到排爆等危险的具体工作。
履带式机器人结构设计说明书
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本科毕业论文（设计）题目：履带式机器人结构设计学院：工学院*名：**学号： ********专业：农业机械化及其自动化年级：农机1001指导教师：肖丽萍职称：副教授2014年 5 月摘要在微小型履带机器人方面美国走在了世界的前列，代表机器人有Packbot机器人，Talon机器人，NUGV等。
我国微小型机器人的研究和开发晚于西方的一些发达国家，我国是从20世纪80年代开始机器人领域的研究的。
其中具有代表性的有中国科学院研制的复合移动机器人“灵晰-B”型排爆机器人，“龙卫士Dragon Guard X3B 反恐机器人”，“JW-901 排爆机器人”等。
此设计的目的设计结构新颖，能实现过坑、越障等动作。
通过在机器人机架上加装其他功能的模块来实现不同的使用功能，本研究的意义是为机器人提供一个动力输出平台，为开发各种功能的机器人提供基础平台。
此设计移动方案的选择是采用了履带式驱动结构。
结构整体使用模块化设计，以便后续拆卸维修，可以适应于各种复杂的路面，并可主动控制前后两侧摇臂的转动来调节机器人的运动姿态，从而达到辅助过坑、越障等动作。
经过合理的设计后机器人将具有很好的环境适应能力、机动能力并能承受一定的掉落冲击，此设计的移动机构主要由四部分组成：主动轮减速机构、翼板转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构。
关键词：履带机器人;履带移动机构;模块化设计AbstractIn terms of micro small crawler robots walk in the forefront of the world in the United States, on behalf of the robot has disposal robot, Talon robot, NUGV, etc. Miniature robot research and development in our country later than some developed western countries, our country from the 1980 s began to research in the field of robot. One of the typical composite mobile robot developed by the Chinese academy of sciences \"norm of spirit - B\" type eod robots, \"Dragon Guard Dragon Guard X3B anti-terrorism robot\", \"JW - 901 eod robot\", etc.The design is novel, the purpose of this design can achieve pit, surmounting obstacles. Through in the robot arm with other function modules to realize different use function, the significance of this study is to provide a power output for robot platform, provides the basis for the development of all sorts of function of robot platform.This design is the choice of mobile solutions adopted crawler drive structure. Structure of the overall use of modular design, in order to follow-up maintenance, removal can be adapted to various complicated road, and can turn on either side of the rocker arm before and after active control to regulate the robot's motion, so as to achieve auxiliary pit, surmounting obstacles. After reasonable design robots will have good environmental adaptability, mobility and can absorb a certain amount of drop impact, this design of the mobile mechanism is mainly composed of four parts: the driving wheel deceleration institutions, wing rotating mechanism, adaptive pavement actuators, track and track wheel motion mechanism.Keywords: tracked robot; tracked mobile mechanism;the modular design目录摘要 (2)1 引言 (5)2 履带机器人的现状及发展 (6)3 履带机器人的运动特性 (9)4 本研究采用的行走机构 (12)4.1 行走机构的选择 (12)4.2 履带机器人的功能、性能指标与设计 (13)4.3 主要机构的工作原理 (14)5 机器人越障分析 (15)5.1 跨越台阶 (15)5.2 跨越沟槽 (16)5.3 斜坡运动分析 (17)6 机器人移动平台主履带电机的选择 (19)6.1 机器人在平直的路上行驶 (19)6.2 机器人在30°坡上匀速行驶 (20)6.3 机器人的多姿态越阶 (21)7 移动机构的分析及其选择 (23)7.1 典型移动机构分析 (23)7.2 本研究采用的移动机构 (27)8 履带部分设计 (28)8.1 履带的选择 (28)8.2 确定主从动轮直径 (31)8.5 功率验算 (38)8.6 同步带的物理机械性能 (38)8.7 履带主从动轮设计 (39)8.8 副履带部分设计 (42)9履带翼板部分设计 (47)9.1 履带翼板的作用 (47)9.2 履带翼板设计 (47)10 计算履带装置的重心及其各部件重心 (49)10.1 主履带的重心计算 (49)10.2 副履带的重心计算 (54)10.3 主履带及其摇臂也就是副履带总部分的重心计算 (55)总结 (56)致谢 (57)参考文献 (57)1 引言随着社会的发展，我们面临的自身能力、能量的局限越来越多，所以我们创造了各种类型的机器人来辅助或代替我们完成任务。
履带式双控灭火移动机器人的设计与实现
通 过 以上硬 件 电路对 灭火机 器人 进行 运动控 制 。程
序 开始 后首先 进行数 据初始 化 ，然后 灭火机 器人根 据 三 种 不 同情 况 执 行 相 应 的动 作 ，若 检 测 到 障 碍 物 ，则进 入避 障子程 序 ；若 无 障碍物 ，则进 入寻 迹
子 程序 ；若找 到火源 ，则选 择控 制模 式 ，进 入喷 灭
图２ 灭 火 执 行 机 构 简 图
火 剂灭火 子程序 。灭 火完成 后 ，整 个程序 结束 。
２ 控 制系统设计
２１ 硬 件设计 ．
本 系统 硬 件 部 分 由主 控 制 器 模 块 、运 动 控 制
模 块 、 电源 模块 、火焰 检 测模 块 、舵机 控 制模 块 、
直 流 电机 驱动 模 块 、无 线 射频 收发 模块 和 ＧＳ 模 Ｍ
块 ，通过 ＧＳ 技 术进 行人 机 交流 ，同时主 控 制器 Ｍ
模 块 启 动 自动 灭火 模 式 ，驱 动 机 器 人 的 电机 ，使
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２２ 软件设 计 ．
根据灭 火过 程要 求和 系统 硬件 电路组 成 ，采用
【２ 第 ３ 卷 １】 ４ 第９ 期 ２１－ （ ） ０２ ９上
时 ，根 据 火 点火 势 的大 小 控 制 灭 火 器 阀 门的 开 度 以及 喷头摆 动 的角度 ，实施 灭 火作业 。 在 远 距 离或 强 火 势 、火 场 的能 见 度 低 ，不 便 于操 控 者 对 灭 火 机 器 人 实 行 遥 控 的 情 况下 ，可 以 切 换 到 自动 灭 火 模 式 。 自动 模 式 下 灭 火 机 器 人 可
履带式移动机器人底盘机械结构设计
、
≥ ２ ０ ｋ ｇ
（ 二） 履带式移动机器人运动机构 的比较。 １ ． 坦克履带式机 械 机构。 一般 来说 ， 大家认为前导轮中心线与水平面 的高度也就 是翻越 障碍物的最大高度值， 这就够需要左右两套 电机驱动 ， 机 械 结构较为简单 但其翻越障碍能力决定于前导轮 中心线的高度， 但 是， 假 如 想 要 机器 人 翻 越 更 高 的 目标 障 碍 ， 则 需 要增 加 水平 面 到前导轮 的高度 ， 因此整个机器的整体高度就会变得很大 ， 不利 于穿过诸如 管道等类似的狭小的区域。 一般 的中型机 器人 采用 这种结构， 如防暴， 消防和救援机器人等。 ２ ． 前轮带摆臂机 械机 构。 前摆臂驱动轮与履带的主驱动轮有重 叠结构， 并且摆 臂关节 与水平面的夹角可以调整 ， 因此可以在不增加机械整体高度的前 提下提升爬升高度， 只要提高前导轮的高度， 使之具备相 同的越 障能力这种结构既的驱动方式可 以采用两个电机分别进行控制， 也可以采用一个电机通 过传动结构来带动整体车身进行行走 。 二、机械部分主要构件设计计 算 （ 一 ）电机 的类型及 参数核算 。机 器人 的驱动方式大致 分 为三 类 ：电机 、液压和气 动驱动 。根据 计算机 器人在平地 运 动式 的伺服 电机 的最 大负 载力矩 为 ０ ． ０ ９ ９ Ｎ ｍ ， 电机 最大转 速为 ４ １ ８ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 电机 所需 的功率 ｐ ＝ ７ ０ Ｗ 。机 器人在 ３ ０度斜 坡上 运动 时 ，电机所受 的最 大负载 力矩 为 ０ ． １ ６ — ０ ． １ ９（ 由于 摩擦系数不 同），电机所 需的功率在 １ １ ３ ｗ － １ ３ ４ ｗ之 间。 （ 二 ）同步 带的设计 。同步带主要有 梯形和 圆形 同步带 两 种 ，此 次 机 器 人 设 计 采 用 梯 形 双 面 齿 同 步 带 ，我 在 此 设 计 基础上设计 了两种 同步带，一种是安装在前摆 臂上的同步带， 另一种是安装在前后驱动轮上 的同步带 。 由 以上 的计算 结果得到 的点击 的最大功率 为 Ｐ ＝ １ ３ ４ ｗ ，电 机 的额定转速 为 ４ ９ ２ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ；减速 比为 ６ ０ ：１ ，通过减速箱 ， 最终得到的实际输出转速 为 ７ ０ ． ３ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 也就是主动轮的转速。 考虑到设计箱体的尺寸等因素，同步带 的中心距为 ５ ２ ０ ｍ ｍ ，主 动轮节圆直径为 Ｄ ｐ ＝ １ ６ Ｏ ｍ ｍ ，Ｄ ｐ １ ＝ ８ ０ ｍ ｍ ，查阅机械设计手册知 ， 选定 Ｈ型梯形齿 同步带 ，代号 为 Ｄ Ａ ８ ５ ０ Ｈ ２ ０ ０ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ９ ６标准 节距 为 Ｐ ｂ ＝ １ ２ ． ７ ｍ ｍ ，带 宽 ５ １ ｍ ｍ（ 有 挡 圈），摆臂履 带代 号为 Ｄ Ａ ８ ５ ０ Ｈ ０ ５ ０ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ９ ６ ， 标准节为 Ｐ ｂ ＝ ｌ Ｏ ． ８ ， 带 宽为 ３ ６ ｍ ｍ（ 有挡圈 ） ， 根据 以上 已 知量 ，可 以得 出其 他 的设 计 量 ，结 果 如 下 ：
履带式巡检机器人 毕业设计
履带式巡检机器人毕业设计摘要：本文设计了一种基于履带式机器人的巡检系统，主要用于工业领域的设备巡检和安全监测。
该设计结合了激光雷达和摄像头等传感器，利用自主导航算法实现机器人的自主巡检。
利用物联网技术与云平台实现数据的实时传输和远程监控。
通过该设计，可以提高巡检效率，减少人力成本，提供更全面、准确的巡检报告，从而提升工业生产的安全性和稳定性。
关键词：履带式机器人，巡检系统，激光雷达，自主导航，物联网一、引言近年来，随着工业自动化和智能化程度不断提高，传统的人工巡检方式已经难以满足现代工业生产的需求。
人工巡检存在效率低、误差大、安全风险高等问题，因此迫切需要一种能够代替或辅助人工巡检的新型巡检系统。
履带式巡检机器人作为一种典型的智能巡检设备，具有移动灵活、操作简便、覆盖面广等优势，因此备受关注。
本文基于履带式巡检机器人，设计了一套完整的巡检系统，旨在提高设备巡检的效率和准确性，并为工业生产提供更加稳定、安全的保障。
二、系统结构与工作原理（一）系统结构履带式巡检机器人巡检系统主要由以下几个部分组成：传感器模块、自主导航模块、通信模块和云平台。
传感器模块包括激光雷达、摄像头、温湿度传感器等，用于采集巡检环境的数据信息；自主导航模块包括定位系统、姿态控制系统和路径规划系统，通过这些系统实现机器人的自主巡检；通信模块用于实现机器人与云平台的数据传输和远程控制；云平台用于数据存储、分析和管理，实现对机器人巡检过程的实时监控和数据分析。
（二）工作原理1. 传感器模块：激光雷达主要用于地面三维建模和障碍物检测，摄像头用于实时视频监测和图像识别，温湿度传感器用于环境参数监测。
这些传感器通过实时数据采集，为机器人提供丰富的环境信息，为自主导航和巡检提供数据支持。
2. 自主导航模块：通过激光雷达所得到的地图信息，配合机器人自身的定位和姿态控制系统，实现机器人的实时定位和运动控制。
路径规划系统能够根据预设的巡检路线和环境信息，规划最优的巡检路径，实现机器人的自主巡检。
四连杆履带式搜救机器人设计-开题报告
四连杆变形履带式机器人结构布局,主要由机架和两个对称分布的履带变形模块组成。位于机器人中部的机架作为移动平台可装载直流电源及与控制相关的各种设备,用于完成各种特定的任务,在机器人运动过程中一般保持水平。机架两侧是基于平行四边
形结构的履带变形模块,主要由四连杆变形机构、主驱动轮、被动轮及绕在履带轮上的履带组成,其中四连杆变形机构由连杆、主动曲柄、被动曲柄组成,用于提供驱动力,并且可以绕机架旋转,实现履带变形,在越障时给机器人提供额外的辅助运动。机器人共有3个自由度,即一个平动自由度和两个旋转自由度。安装在机器人两个主驱动轮内的电机通过联轴器传动,将主驱动轮的旋转运动转变为履带的平移运动,实现机器人的直线前进、后退和转向。另外一个电机安装在机架上,通过链传动驱动左右两侧履带变形模块中的主动曲柄绕位于机架前方的轴转动,从而实现四连杆机构的变形,最终使绕在其四周的履带构形发生变化。该结构的特点在于巧妙地利用四连杆机构实现了机器人的行进与履带的变形,使机器人具备良好的越障性能和地面适应性。
方法：
1．在图书馆借阅相关书籍
2．在学校数据பைடு நூலகம்查找相关资料
3．通过老师的指导
4．通过浏览因特网上的相关资料
5．对相关资料和数据进行理论计算和分析
6.设计参考有关设计样板，完善设计方法，进一步完善设计结果
7通过与同学探讨得出有关结论
8自己总结资料得出结论
四、主要参考文献与资料获得情况：
[1]汪增福,关胜晓,曹洋.一种主动适形越障机器人的设计与特性分析[ J] .计算机仿真, 2007, 24( 4 ) :
第5～7周毕业实习，完成实习报告，收集资料，完成开题报告。
第8～10周总体方案设计，初步完成设计计算，外文翻译。
履带式类蛇形机器人在复杂环境中的设计及应用
移动方式：轮式、履带式、腿式以及蛇形。这 4 种方式各有 优势：1）轮式移动方式通常被救援机器人所采用，因为它具 有结构简单和灵活性强的特点，所以适用于多种地形环境。 然而，它对软件算法和传感器的依赖程度较高，且在越障能 力、稳定性和能耗方面存在一定的限制。2）履带式移动方 式使机器人具备良好的越障能力，能够在各种复杂地形（如 废墟、楼梯、泥泞道路等）上展现出很强的适应能力。但它 的机械结构相对复杂，导致运动灵活性有所降低。3）腿式 移动方式使机器人具备克服复杂地形和障碍物的能力，在各 种救援场景（包括瓦砾、坑洞和楼梯）中都能够有效移动。 由于腿式移动具有复杂性，因此机器人需要更多的维护和技 术支持来保持其正常运行状态。4）蛇形移动方式则是一种 较为特殊的行进方式。采用蛇形移动的机器人通常以蠕动或 转动的方式行进。这种行进方式速度较慢且负载能力较低， 无法携带多种应急设备进行救援工作，因此其适用范围相对 较小。最新研制的履带式蛇形结构机器人将履带式和蛇形的 优势相结合，使其不仅适用于地震后城市废墟等区域的救援 工作，还能够攀爬楼梯以广泛、全面地探测周围环境并进行 有效救援，同时连接处采用舵机机构设计也为其带来了更稳 定的性能表现。这些特点都有利于机器人在复杂环境中进行 全面探测与救援。
1 机器人的设计方案
1.1 机器人整体结构设计
该机器人采用完整的机器人机械系统基本结构以适应 各种灾难后的复杂地形，通过装载多种探测装置使机器人能 更全面地完成任务，主体机器人应具有一定的承重性能来完 成探测装置的搭载。蛇形机器人整体结构如图 1 所示。该机 器人因其主体结构确定了由前后端通过 1 根正交连接杆连 接而成，在连接杆的两侧安装舵机，与前后行进机构相连接。 舵机在运转过程中，使机器人的前端具有六自由度的运转能 力，能够完成抬头和上台阶等动作行为。同时舵机外使用 2 个副连接杆与后车相连，保证整个装置的稳固性。
机械毕业设计1107巡检机器人结构设计
机械毕业设计1107巡检机器人结构设计
介绍
本文介绍了一种用于巡检的机器人的结构设计。
该机器人可以
在工厂或其他设施内巡检且可以检测机械和电气设备是否正常工作。
机器人采用履带式底盘和支架，便于在不平坦的地面行驶。
该机器
人还配备了摄像头和传感器，用于检测周围环境。
结构设计
底盘
底盘由两个坚固的履带组成，提供良好的稳定性和机动性。
底
盘还配备了电机和减速器，用于驱动履带，控制机器人前进、后退、左转和右转。
支架
支架由两根铝合金杆制成，固定在底盘前部和后部。
支架还配
备了机械臂，可用于操作机器人所检测到的设备。
摄像头
机器人装备了一台高清摄像头，可用于拍摄周围环境。
摄像头
位于机器人顶部，可以旋转和倾斜，以便于获取更好的画面。
传感器
机器人还配备了多个传感器，用于检测机械和电气设备的运行
状态。
传感器可以实时监测机械和电气设备的温度、压力、电压等
参数，并将数据传输到处理器进行分析和处理。
结论
本文介绍了一种用于巡检的机器人的结构设计。
该机器人可以
在工厂或其他设施内巡检且可以检测机械和电气设备是否正常工作。
机器人采用履带式底盘和支架，便于在不平坦的地面行驶。
该机器
人可称为一种非常有效和高效的巡检设备，在电力、制造业等领域具有重要的应用价值。
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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘要煤矿灾害尤其是瓦斯煤尘爆炸事故发生后,矿井环境十分复杂,井下因灾受伤人员面临极其危险的状况,需尽快地转移与救护；而救援工作异常困难和危险,往往在救援工作中造成救护人员的伤亡。
研发代替或部分代替救护人员及时、快速深入矿井灾区进行环境探测和搜救工作的救灾机器人具有极其重要的意义。
本论文研究工作的目的是设计结构新颖、具有独创性的可携带、抗一定冲击的履带移动机器人，以能够适应在恶劣环境和复杂路况下工作。
通过在移动系统上加载不同的模块，能够实现搜救机器人不同的使用功能，本研究意义在于为后续设计的搜救机器人提供一个基础的动力平台，以便于能够开发出更多使用功能的搜救机器人。
本研究所设计的搜救机器人移动方案是履带式驱动结构。
该方案采用模块化设计，便于拆卸维修，可以分段自适应复杂路面，并可主动控制两侧翼板模块的转动来调节机器人姿态变化，辅助爬坡、越障和跨沟；机器人经过合理的结构布局和设计后具有良好的环境适应能力、机动能力并能抵抗一定高度的掉落冲击。
所设计的机器人移动机构主要由四部分组成：主动轮减速驱动机构、翼板转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构，本论文对上述各部分方案分别进行论证、结构设计计算、3D建模，并设计了搜救机器人虚拟样机。
关键字：搜救机器人；复合移动机构；模块化设计；AbstractCoal mine disasters,especially gas and coal dust explosion, mine environment is very complex and wounded tolls mine face extremely dangerous conditions,be transferred as soon as possible and rescue.and rescue work extremely difficult and dangerous, often resulting in the rescue work in the ambulance casualties.R & D to replace or partially replace the ambulance personnel in a timely manner, quick in-depth environmental exploration and mine disaster relief robot search and rescue work is extremely important The purpose of this thesis is to design novel structure, its unique portable,shock intelligently tracked mobile robot, in order to be able to adapt to the harsh environment and the complicated road to work.Mobile systems loaded by different modules, search and rescue robots can be achieved using different functions, this study is important because other people's search and rescue robot designed to provide a basis for the dynamic platform to facilitate greater use of features can developsearch and rescue robots.This resoarch is moving search and rescue robot crawler.The program is modular in design, easy disassembly maintenance, can be complex adaptive sub-surface, active control can turn on both sides of flange module to adjust the robot pose changes, supporting climbing,obstacle and cross-channel.The design of the robot moving mechanism mainly consists of four components. Active wheel reducer drive mechanism, flange rotation institutions, adaptive road implementing agencies, sports organizations track and track wheels, part of the paper on the above programs were carried out feasibility studies, structural designcalculation, 3D modeling , and design a rescue robot prototype.Key words: search and rescue robots; composite mobile body; modular design目录前言 (1)1 绪论 (3)1.1 课题研究背景及意义 (3)1.1.1 课题研究背景 (3)1.1.2 课题研究意义 (3)1.2 国内外的研究概况 (5)1.2.1 国外研究现状 (5)2.2国内研究现状 (10)1.2.3 发展趋势 (11)2 搜救机器人的总体结构方案设计 (12)2.1 井下复杂环境对救灾机器人的要求 (12)2.2 典型移动机构方案论证分析 (13)2.2.1 轮式移动机构特点 (13)2.2.2 腿式移动机构特点 (14)2.2.3 履带式移动机构特点 (15)2.2.4 履、腿式移动机构特点 (16)2.2.5 轮、履、腿式移动机构性能比较 (17)2.3 本研究采用的行走机构 (17)2.4 救灾机器人性能指标与设计 (18)2.5 本章小结 (19)3矿用搜救机器人运动参数设计计算 (20)3.1机器人越障分析 (20)3.1.1机器人跨越台阶 (20)3.1.2跨越沟槽 (20)3.2斜坡运动分析 (20)3.3 本章小结 (20)4机器人移动平台机械设计 (21)4.1驱动电机的选则 (21)4.1.1基于平地的最大速度的电机功率计算 (21)4.1.2爬坡最大坡度的驱动电机功率计算 (22)4.2 本章小结 (23)5 驱动轮减速器设计 (24)5.1减速器方案分析 (24)5.1.1减速器应满足的要求 (24)5.1.2 减速器方案分析 (25)5.2 减速器的设计计算 (26)5.2.1减速器的传动方案分析 (26)5.2.2配齿计算 (26)5.2.3初步计算齿轮的主要参数 (27)5.2.4装配条件的计算 (32)5.2.5高速级齿轮强度的验算 (33)5.2.6 轴的设计及校核 (41)5.3 本章小结 (44)6移动机构履带及翼板部分设计 (44)6.1履带的选择 (44)6.1.1 确定带的型号和节距 (45)6.1.2确定主从动轮直径 (46)6.1.3确定节线长度和带宽 (46)6.2 翼板部分设计 (48)6.3 本章小结 (49)7机器人摇臂的设计 (49)7.1 摇臂作用概述 (49)7.2摇臂传动减速器设计 (51)7.3本章小结 (52)8 总结与展望 (53)致谢 (55)参考文献 (56)前言我国的煤炭资源十分丰富，是世界上最大的煤炭生产国和消费国。