移動機器人機械臂的設計開題報告
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- 移動機器人機械臂的設計開題報告文 獻 綜 述
摘要 本課題以小型地面移動機器人的機械臂為研究對象，設計移動機器人的機械臂結構。本文介紹小型地面移動機器人機械臂研究意義、現狀及發展。設計機械臂及夾持機構的數據要求。手部、腕部和手臂機構部件的結構設計。使用PRO/ENGINEER對移動機械臂進行了三維建模、裝配和運動仿真。并對傳動機構和驅動方式進行歸納與比較。
關鍵詞 移動機器人 機械臂 夾持機構 傳動機構
1 移動機器人機械臂的研究意義及目的
本文以實際項目小型地面移動機器人的機械臂為研究對象。設計移動機器人的機械臂的結構。所謂移動機械臂，就是將移動機械臂安裝在是一個小型多用途移動作業機器人智能移動平臺，小型多用途移動作業機器人是一個智能移動平臺，其上可搭載爆炸物處理、偵察、通訊、探測系統或其他特殊作業系統。移動機械臂用來實現一些動作如抓取，可以在機械臂的末端執行器上安裝一定的工具進行作業，通過移動平臺的移動來擴大機械臂的工作空間，這種結構使移動機械臂擁有更大的操作空間和高度的運動冗余性，并同時具有移動和操作功能，這使它優于傳統的機械臂，使它具有更廣闊的應用前景[1]。目前智能移動機器人正向著擬人化、仿生化、小型化、多樣化方向發展，其應用也越來越廣泛，幾乎滲透到所有領域[2]。
移動機器人技術的研究屬于多學科相互交叉，相互滲透的前沿課題，對它的研究具有很大的理論價值和廣闊的應用前景。在工業機器人問世40多年后的今天，機器人己被人們看作為一種生產工具，同時隨著科學技術的迅速發展和人們生活水平的提高，機器人的功能己不再是只能從事某項簡單的操作，而是可以承擔多種任務;機器人的工作環境也不再是固定在工廠和車間現場，而是開始走向海洋、太空和戶外，有些甚至已經進入醫院、家庭和娛樂場所。具有智能特性的自主式移動機器人正在向非制造業方向擴展，這些非制造業包括航天、海洋、軍事、建筑、醫療護理、服務、農林、辦公自動化和災害救護等，如飛行機器人、海難救援機器人、化肥和農藥噴撒空中機器人、護理機器人等。近年來，對移動機器人的研究受到重視，仿照生物的功能而發明的各種移動機器人越來越多，小到娛樂機器人玩具、家用服務機器人，大到工程探險、反恐防爆、軍事偵察機器人等，人們己經清楚地體會到地面移動機器人作為移動機器臂的優越性。相應地，這些領域對所應用的移動機器人系統也提出了更高的要求，特別是在機器人的運動速度、靈活性、自主性、作業能力等方面的要求越來越高。因此，無論是在制造業還是在非制造業，具有智能特性的自主式移動機器人機械臂成為了國內外研究的熱點。
歷史上一切高新技術無不首先應用于軍事領域，移動機器人機械臂也不例外。隨著二十世紀末的幾場局部戰爭和二十一世紀初期席卷全球的反恐戰爭進程，特種戰爭以及城市戰爭日益成為戰爭一類型的主角，這一轉變直接推動了各國地面移動作戰平臺即軍用地面移動機器人的發展。現代戰爭凸現了局部范圍內的信息化，而戰場機器人憑借自身的優勢特點，已經在本世紀的戰爭，例如伊拉克戰爭中成為耀眼的新星。現代戰場尤其是城市內反恐怖戰爭中單兵的生存能力受到了極大的挑戰，微小型地面移動機器人由于體積小、隱蔽性好、快速反應、機動性好、生存能力強、成本低等特點，并且可以在遠程遙控甚至自主情況下完成部分原本由士兵完成的任務，可以不論白天還是黑夜都能了解周圍的樓房里及街道上的敵情。除偵察外，微小型機器人等微小型武器系統還可完成諸如掃雷、排除爆炸物、控制武器射擊等各項任務，而且不會有人員傷亡，極大減少了傷亡率。因此特別適用于城市和惡劣環境下的局部戰爭和信息、戰爭，具有重大意義和軍事效益。二十一世紀的戰場，戰爭的初期極可能是一場無人系統的較量。永不疲倦、無所畏懼的微小型無人系統是最理想的士兵。它們已在戰爭中顯示出的作戰本領，可以證明它們在未來戰場上的重要地位。微小型無人系統特別適用于城市和惡劣環境下(如核、生、化戰場等)的局部戰爭和信息戰爭，具有重大戰略意義和效益。...
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