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灾后救援机器人为了能够在不同地形环境下快速行进和保持平稳,大都采用两种或两种以上的复合行进方式,而在非结构环境下,救援空间小,连续体机器人得到了广泛的应用。本文提出一种新型的连续体机器人,其在非结构环境下靠尾部的电机控制前端的弹簧上的线来实现弹簧的弯曲,具有良好的柔性,弹簧的伸长靠一根软轴来实现,进而可以进到更深的非结构环境里进行救援。
首先,根据课题的项目要求,确定连续体机器人整体结构和柔性臂的驱动方式;设计一种新型的柔性臂机构;连续体机器人的驱动机构包括电机、减速器和线轮;设计一种新的收线机构线轮。
其次,完成连续体机器人的主要零件的机械设计,包括计算驱动系统的电机的扭矩和功率,完成电机和减速器的型号选择;并按照连续体机器人的设计要求选择所需要的压力传感器、视觉传感器和触觉传感器;设计机器人传动机构中的锥齿轮,按照满足齿轮齿根疲劳强度要求计算了齿轮的参数,确定齿轮的模数和齿数;并按照设计要求对机器人供营养供气的所需要的泵进行选择。
最后,使用Solidworks软件创建了连续体机器人的3D模型,并创建了连续体机器人的3D简化模型,机器人柔性臂在Ansys软件里网格化以后,又在Adams软件里进行了运动学仿真。仿真结果验证了该设计方案的可行性。