小型系统设计思路

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小型轮式机器人设计与研究

1 绪论 1 1.1 研究背景及意义 1 1.2 国内外小型轮式机器人发展概况 2 1.2.1 国外研发概况 2 1.2.2 国内现状 5 1.2.3 国内外现状总结 7 1.3 小型轮式机器人的发展趋势 7 1.4 论文研究内容与主要结构 7 1.4.1 研究内容 7 1.4.2 论文章节结构 8 2 建模软件概述与控制系统设计 9 2.1三维建模软件UG概述 9 2.1.1 UG软件的特点 9 2.1.2 实体建模综述 9 2.1.3 创建草图步骤 10 2.1.4 实体建模的优点和步骤 11 2.1.5 创建工程图 11 2.1.6 UG NX 6尺寸标注特点 12 2.2 小型轮式机器人控制系统设计 12 2.2.1 基于STC89C52系列单片机的开发板 12 2.2.2 基于SI4432无线数据传输模块 13 2.2.3 Modbus通讯协议 16 2.2.4 Visual Studio 2008开发环境概述 18 2.2.5 Visual Studio环境下的上位机界面设计 18 2.3 小结 20 3 小型轮式机器人行走机构总体设计 21 3.1 行走机构总体方案设计 21 3.1.1 行走机构的总体设计要求 21 3.1.2 指标要求 21 3.2 轮式机器人的结构分析 22 3.2.1 轮式机器人的行驶机构 22 3.2.2 轮式机器人的驱动机构 22 3.2.3 轮式机器人的车轮. 23 3.3 轮式机器人的结构设计 23 3.3.1轮式移动机构的运动条件 23 3.3.2移动机构选型 24 3.4 轮式机器人行走机构结构设计 25 3.4.1结构设计原则 25 3.4.2 四轮行走机构机构设计 25 3.4.3 六轮行走机构机构设计 26 3.5 小结 27 4 小型四轮机器人结构设计及研究 28 4.1 小型四轮行走机构驱动系统的设计 28 4.1.1 驱动系统的计算 28 4.1.2 减速电机的选取 30 4.1.3 链轮链条的选取 31 4.2 四轮机器人行走机构的结构设计 33 4.2.1 底盘的设计 33 4.2.2 轮胎轮毂的选取 33 4.2.3 悬挂和传动部分的设计 34 4.3 实验场地概述 35 4.4 四轮行走机构越障运动分析 36 4.4.1 爬坡运动分析 36 4.4.2 高台跨越运动分析 36 4.4.3 转向分析 37 4.5 四轮行走机构场地实验结果分析 39 4.5.1 爬坡实验结果分析 40 4.5.2 爬楼梯实验结果分析 41 4.5.3 高台跨越实验结果分析 42 4.5.4 转向效果分析 42 4.6 小结 42 5 小型六轮机器人结构设计及研究 43 5.1 小型六轮行走机构驱动系统的设计 43 5.1.1 驱动系统的计算 43 5.1.2 减速电机的选取 44 5.1.3 电动推杆的选取 44 5.2 六轮机器人行走机构的结构设计 46 5.2.1 底盘的设计 46 5.2.2 轮胎轮毂的选取 47 5.2.3 前后轮升降系统的设计 47 5.3 六轮行走机构越障运动分析 48 5.3.1 爬楼梯运动分析 48 5.3.2 高台跨越运动分析 50 5.4 六轮行走机构场地实验结果分析 50 5.4.1 爬坡实验结果分析 51 5.4.2 爬楼梯实验结果分析 52 5.4.3 高台跨越实验结果分析 52 5.5 小结 53 6 结论与展望 54 6.1 论文总结 54 6.2 存在的缺陷与进一步的工作计划 54 参考文献 55 附录1 58 附录2 59 附录3 60 翻译部分 72 英文原文 72 中文译文 82 致 谢 91

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