摘 要近年来随着机器人技术的快速发展。从简单的机械机构到机器人雏形；从有线控制到无线；从半自主机器人到智能火星探测机器人等。越来越多的机器人进入人们的视野和生活之中并扮演着重要的角色。机器人可代替人进入危险或恶劣的工作环境进行任务，例如侦测、巡逻、排爆、反恐、警戒、采集信息等。大大减少了有生人力资源浪费，更大限度的保障了任务人员的人身安全。目前，机器人主要应用于军事、勘探、信息收集等方面。因此要求机器人体积更小、效率更高、适应环境的能力更强、反应更快、成本更低。其中履带式机器人以其优秀的地面状况适应能力、越野机动性、转向半径极小、复位越障能力得到广泛的应用，在救援、军事等领域尤为突出。本文通过对一种中小型、多适用的履带式机器人的结构设计以及分析的研究，并且利用Pro/e 构图得到三维实体图。该履带式机器人适应路况能力强，越障能力优秀，结构简单可靠。
目 录
第一章 绪论 1
1.1履带式移动机器人应用及研究背景 1
1.1.1履带式移动机器人的应用 1
1.1.2履带式移动机器人的研究意义 1
1.2履带式移动机器人的研究现状 1
1.3履带式移动机器人课题的来源 2
1.4毕业设计任务要研究或解决的问题 2
第二章 履带式移动机器结构设计的整体方案 4
2.1系统的总体构成 4
2.2机器人的设计性能要求 4
2.3拟采用的方法 4
2.4机器人的总体设计流程 5
2.5履带式移动机器人的结构方案 5
2.6发动机功率的选择 6
2.7变速箱的设计 6
2.7.1按齿面疲劳强度设计主要尺寸 7
2.7.2校核齿面接触疲劳强度 8
2.7.3齿跟弯曲疲劳强度校核 9
2.7.4齿轮轴的计算 9
第三章 履带式移动机器人的运动分析 12
3.1履带式机器人的越障分析 12
3.1.1启动的前倾问题 12
3.1.2斜坡 12
3.1.3上楼梯 13
3.2履带式机器人的转向分析 14
第四章 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
履带式移动机器人的控制方式和信息采集的方法 17
4.1履带式移动机器人的控制方法 17
4.1.1移动机器人控制方式的发展 17
4.1.2移动机器人的控制方法 17
4.1.3履带式机器人工作过程 18
4.2机器人的信息采集方式 18
第五章 总结与展望 20
5.1总结 20
5.2展望 20
致谢 22
参考文献 23
第一章 绪论
1.1履带式移动机器人应用及研究背景
1.1.1履带式移动机器人的应用
履带式移动机器人现阶段越来越多的应用于实际生产生活中用于恐怖袭击、地震泥石流等自然灾害、火灾现场等人为灾祸等形成的危险地带工作人员不宜进入工作，但救援工作刻不容缓，多浪费一秒就可能少一个被困人员的生命。履带式机器人就可以在这种为其情况下发挥它的作用，为救援工作提供帮助。现阶段我国小型探测救援机器人技术还不是很成熟。因此，更新型高效的探测和救援履
带机器人开发是一个非常有实际意义也具有挑战性的一种领域。
1.1.2履带式移动机器人的研究意义
以灾害救援活动为例。我国每年都会发生矿难事件，造成了很大的人员和财产损失。矿灾发生后的救援中，消防队员弄不清受灾井下的实际受灾情况以及矿井安全情况。盲目进入矿井不仅做不到有效的救援甚至还会因为可能的二次灾害而存在人生安全隐患。这种情况下就需要有效且安全的把握井下实际救灾情况，履带式机器人就可以进行有效的勘测，还能进入人员无法进入的狭小空间进行寻找受困人员并建立有效的联系和简单的生存物资的输送从而增加受困人员的生存几率。
1.2履带式移动机器人的研究现状
从上世纪 80 年代起至今，国内外就对小型履带式移动机器人进行了系统而全面而系统的研究。其中比较成功的有美国、英国、加拿大，日本都有一定的成果。例 Supper Wheel barrow排爆机器人、AZIM UT 履带式机器人 、Helios VII 履带式机器人都属于比较成 熟履带式移动机器人。与此同时我国对履带式机器人的研究也相应取得了一定的成果。例如沈阳自动化研究独立开发研制的 CLIMBER 履带式移动机器人 。沈阳中科院自动化研究所开发的的“灵蜥”反恐防暴机器人。北京理工大学研究所研制的四条独立工作的履式移动机器人。北京航空航天大学研究小组研制的履腿机器人等。以上都是比较成功的履带式机器人。综合分析国内外的履带式机器人，虽然有很多在实际应用的很成功，但是还是有很多问题有待解决。
（1）履带式机器人设计中的干涉问题。在减小机器人尺寸的同时兼顾电动机之间的位置布置以及各个驱动之间的干涉。
（2）工作环境的适应问题。履带式机器人工作环境一般会很恶劣，两履带式机器人适应力差。四条履带对环境的适应能力很强，但是相对驱动电机多，驱动复杂，条件过多。自身干涉大。多节多履带式机器人环境适应能力更强，但相对驱动更加复杂。
（3）履带式机器人的体积和重量过大。利用强度高，质量小的材料相应的成本更高。如何解决机器人的性价比问题仍是一个巨大的现实问题。
（4）履带式机器人的控制方法。机器人的控制方法追求“简单的控制方法达到贸易的控制结果”。现阶段实际应用中的履带式机器人多是半自主控制，几在遇到困难时人为的做出远程控制。全自主控制机器人基于多种传感器技术、计算机视觉技术、高速图像处理技术、高精度的 GPS 定位技术、环境识别技术等共同工作的原因，十分困难，难以实现完全的自主。
（5）履带式机器人有效工作时间问题。大多数机器人仍是由自身携带蓄电池提供所需能源，难以实现在长时间的野外行走作业。所以寻找新型可靠能源来提高机器人的有效作业时间的问题仍有待解决。
1.3履带式移动机器人课题的来源
世界各地由于恐怖袭击、地震泥石流等自然灾害、火灾现场等人为灾祸等形成的危险地带工作人员不宜进入工作，但救援工作刻不容缓，多浪费一秒就可能少一个被困人员的生命。履带式机器人就可以在这种为其情况下发挥它的作用，为救援工作提供帮助。现阶段我国小型探测救援机器人技术还不是很成熟。因此，更新型高效的探测和救援履带机器人开发是一个非常有实际意义也具有挑战性的一种领域。

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