一种适用于履带式移动机器人的小型三挡变速器设计与研究.pdf

《一种适用于履带式移动机器人的小型三挡变速器设计与研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013年3月机床与液压Mar．2013第41卷第5期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．5DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．05．027一种适用于履带式移动机器人的小型三挡变速器设计与研究欧屹，陶卫军，冯虎田(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：针对小型地面移动机器人动力输出匹配中高输出扭矩与大输出转速这一矛盾，提出一种适合小型机器人使用的三挡变速机构，进行了具体设计；并分析其工作原理，给出自动换挡的工作流程；对其换挡过程进行力学分析，并通过仿真验证了该变速机构能

2、够实现机器人三挡变速功能。关键词：地面移动机器人；换挡机构；输出扭矩；力学分析中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)5—105—4DesignandStudyofaThirdGearTransmissionforSmallTrackedMobileRobot0UYi．TA0Weijun．FENGHutian(NanjingUniversityofScience&Technology，NanjingJiangsu210094，China)Abstract：Forthecontradictionbetween

3、highoutputtorqueandhighoutputspeedinsmallgroundrobotpoweroutputmatching，athirdgearspeedchangemechanismwasproposedforsmallrobots．Theconcretestructurewasdesigned．Thenitsworkingprinciplewasanalyzed．Theworkflowofautomaticallyshiftingwasven．Themechanicalanalysisfortheshiftingpro

4、cesswasmade．Itsfunc·tionwasverifiedbysimulation．Keywords：Smalltrackedmobilerobot；Shiftmechanism；Outputtorque；Mechanicalanalysis由于具有良好的地面适应性、负载能力大和越野了一种弹性滑键变速机构，具有体积小、可实现自动越障能力强等特点，履带式移动机器人开始广泛应用变速等优点，但在其换挡过程中，主要靠弹键切人空于消防救援、反恐防爆、防核化作业、军用侦查探测套齿轮键槽来实现空套齿轮与转轴的结合，难以避免和无人地面武器平台等多

5、种特殊场合。近年来，履带在换挡过程中的冲击作用。。。。张振宇提出了一种式移动机器人及其相关技术已成为机器人领域的一大基于齿轮离合器和气动执行机构的自动变速换挡器，研究热点。可用于小型电动汽车以及履带式移动机器人，但其结在履带式移动机器人设计过程中，其动力输出匹构较为复杂，并需要多个执行电机来实现三挡变速。配是需要解决的首要问题。在履带式移动机器人动力有别于上述换挡变速机构，作者提出一种适用于履带匹配时，一方面需要驱动电机提供高力矩来实现越野式移动机器人的三挡变速机构(专利申请号：越障，另一方面在平整路面时需要驱动电机提供高速201010154

6、001．3)，在对此小型三挡变速器的工作原度来实现机器人高速行进。在车辆的动力输出匹配上理进行介绍的基础上，对其具体结构进行设计并通过也存在此问题，通过采用换挡变速器得到了很好的解仿真对其换挡功能进行了验证。所提出的三挡变速器决。同样，在履带式移动机器人上也非常有必要设计具有结构简单、体积较小、可电动换挡且换挡过程冲一种类似于汽车换挡变速器的变速机构。考虑到履带击很小等优点，可广泛应用于履带式移动机器人动力式移动机器人主要采用遥控方式，其换挡变速必须能传动系统。在操控者发出命令后由电动执行机构来实现。1小型三挡变速器工作原理目前为止，研究者在

7、变速机构方面的研究主要集由于小型三挡变速器主要考虑用在履带式移动机中于车辆用换挡变速器方面，其结构复杂、体积和质器人上，因而要求体积小、结构简单且换挡可靠。在量较大，并不适合用于履带式移动机器。而在这里，充分利用齿轮、同步器和电磁离合器的相关功适用于履带式移动机器人的小型变速器或小型自动变能，通过机构综合和简化结构，得到小型三挡变速器速器方面，研究成果相对较少。其中，王华坤等研究的原理结构，如图1所示。收稿日期：2011—02—23作者简介：欧屹(1982一)，博士研究生，主要从事地面移动机器人方面研究。通信作者：陶卫军，E—mail：tao

8、weijunO1@163．com。·106·机床与液压第41卷进行挡位选择。}匝根据使用场合的不同，小型三挡变速器可采用3种不同挡位：当履带式机器人爬越楼梯或障碍时