毕业设计说明书-三轮移动平台的结构设计及其应用研究.docx

本科生毕业设计三轮移动平台的结构设计及其应用研究作者：学号:导师：职称：学院：专业：二。二四年四月毕业设计原创性声明本人郑玄声明：所呈交的毕业设计三枪移动平台的结构设计及其应用研究，是本人在指导教师指导下，在长江师范学院攻读学住期间进行的研究工作所取得的成果。据我所知，除了文中料别加以标注和致谢的地方外，论文中不包合其他人已经发表或接写过的研究成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承杷。作者签名：2024年4月E1.毕业设计使用授权声明本人完全了斛学校有关收集、保留和使用本人所送交的毕业设计的规定，即:本科生在校攻读学位期间毕业设计工作的知识产权单位属长江珅范学浣。本学住论文作者梭权长江部范学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其它夏制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书。论文涉密情况：不保密保密,保密期（起彷日期：）作者签名：年月日导师签名：年月日本科毕业设计诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计三轮移动平台的结构设计及其应用研究是本人在导师的楮导下独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除了文中/别加以标注和致谢的内容外，本设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。论文中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。对本设计所涉及的研究工作作出有献的其他个人和集体，均已在文中以明响方式标明。本论文和资料若有不实之处，本人将承担一些相关贵任。作者签名：2024年4月日摘要木研究主要聚焦于三轮移动平台的结构设计及其在不同应用场景卜的应用研究。通过对移动平台的机械传动结构进行创新设计，旨在构建一个稔定、灵活且适应多种环境的移动平台。在结构设计方面，本研究提出了一种新型的传动零件布局，该布局结合了稳定性与机动性。通过精确计算车轮尺寸、间距，实现了平台在各种地形上的平稳行驶。同时，本研究还注重结构的轻地化和模块化设正，以提裔平台的便携性和可维护性。在应用研究方面，本研究探索了三轮移动平台在多个领域的应用潜力。例如，在物流运输领域.该平台可用于快递配送、仓库管理等场比，提高运输效率和准确性,该平台还可应用于救援、勘探等灾杂环境，发挥其越障能力强、机动性好的优势。三轮移动平台的结构设计优化及其多领域应用研究对于整个移动平台的发展而言，也起到了至关重要的作用.关键词：三轮移动平台：结构设计：结构优化：应用研究AbstractThisresearchmain1.yfocusesonthestructura1.designofthethree-whee1.edmobi1.ep1.atformanditsapp1.icationindifferentapp1.icationscenarios.Throughtheinnovativedesignofthemechanica1.transmissionstructureofthemobi1.ep1.atform,itaimstobui1.damobi1.ep1.atformthatisstab1.e,f1.exib1.eandadaptab1.etoavarietyofenvironments.Intermsofstructura1.design,thisstudyProPOSeSanove1.transmissionpart1.ayoutthatcombinesstabi1.ityau1.mobi1.ity.Byaccurate1.yca1.cu1.atingthewhee1.sizeandspacing,thep1.atfo11ncanbedrivensmooth1.yonvariousterrains.Atthesametime,thisstudya1.sofocusesonthe1.ightweightand11x1.u1.ardesignofthes1.rcturctoimprovetheportabi1.ityandmaintainabi1.ityofthep1.atfor11.Intermsofapp1.iedresearch,thisstudyexp1.orestheapp1.icationpotentia1.ofthethree-whee1.edmobi1.ep1.atforminmu1.tip1.efie1.ds.Forexamp1.e,inthefie1.dof1.ogisticsandtransx)11ation.thep1.atformcanbeusedinscenariossuchasexpressde1.iveyandwarehousemanagementtoimprovetransportationefficiencyandaccuracy.Thep1.atformcana1.sobeapp1.iedtocomp1.exenvironmentssuchasrescueandexp1.oration,givingfu1.1.p1.aytoitsadvantagesofstrongobstac1.ecrossingabi1.ityandgoodmobi1.ity.Thestructura1.designoptimizationoftheIhrCC-WhCdCdmobi1.ep1.atfo11nanditsmu1.tifie1.dapp1.icationresearcha1.sop1.ayavita1.ro1.einthedcvc1.opnntofthecn1.ircmobi1.ep1.atform.Keywords:Three-whee1.edmobi1.ep1.atform：Structura1.design：Structura1.optimization:APP1.iedresearch目录毕业设计论文使用授权声明2本科毕业设计（论文）诚信承诺书2第1章结论111三轮移动平台的研究背景及意义11.2 国外研究现状21.3 国内研咒现状S1.4 文献综述及存在问题8第2«三轮移动平台的方案设计112.1 课遨重述112.2 方案设计122.3 总体方案设计152.4 三轮核动平台的应用研究16笫3取关键部件结构设计193.1 区始设计参数193.2 三轮移动平台弊动电机设计193.3 带传动设计223.4 轴传动设计2352驱动轴的强度校核25根据第四强度理论且忽略键楂影响263.5 标准件的选用27第4章三维模型设计2941外壳二:维设计294.2 带轮三维设计294.3 轴连接三维设计2944全向轮的建模2945总装三维设计29第5章运动学和有限元分析305.1 电机主轴的有限元分析305.2 带轮的有限元分析3053带的有限元分析305.4 传动轴的有限元分析3056轴承的有双元分析305.1联轴器的有限元分析30第6优总结与展望306.1 总结306.2 展望30参考文班326.3 35第1章绪论1.1三轮移动平台的研究背景及意义1.1.1研究背景随着J1.业自动化和智能化的推进，对于能的在红架环境中自主移动、执行任分的机器人需求日益增加.轮移动平台由于其结构简单、控制灵活等特点，成为实现这一目标的曳要工具，三轮移动平台在物流、仓储、救援、农业等多个领域具有广泛的应用前景。例如，在物流领域，三轮移动平台可以作为智能仓临系统中的搬运机器人，实现优物的快速、准确搬运.对三轮移动平价的研究不仅有助于解决上述技术挑战.还可以推动相关额域的技术进步,为实际应用提供更高效、更可她的解决方案.1. 1.2研究的意义理论意义Bi看电了计算机和佶息自动化技术的发展，移动机洪人在各个行业的应用越来越广泛.三轮移动平台作为移动机器人的里要组成部分，其结构设计及应用研究对于机器人技术的发展具有积极的推动作用.通过研究三轮移动平台的设计和应用，可以深入了解机湍人的运动特性和性能,为机器人的进一步发展和应用提供理论支持和技术指导。三轮移动平台结构设计及应用研究涉及到多个学科领域如机械设计、运动学、动力学、控制理论等。通过多学科交叉的研究可以进一步丰富和完善相关学科的理论体系，促进学科之间的交流和融合，推动相关领域的发展.现实意义三轮移动平台具有广泛的应用前景，其结构设计及应用研究可以为相关领域的发展提供新的思路和方法。例如.在环境监测、农业自动化、物流配送、搜索救援等领域,三轮移动平台都可以发挥重要作用,通过对其应用的研究，可以进一步拓展其应用领域，为人类的生产和生活带来更多的便利和创新，降低了成木。此外，该研究还可以为政府和相关机构提供抉策依据，推动行业的健康发展。在三轮移动平台结构设计中，安全性是一个重要的考虑因素,通过对结构设计和应用的研究，可以不断优化平台的设计，提高其稳定性和安全性，从而减少事故发生的可俄性.本移动平台可以实胜任各种轮式机器人的移动任务，有助于实现平台在各种配置的车轮驱动能中的运动旧工在程序中封装多个运动状态控制函数即可以简单的控制全部姿态。步进电机可控制角位移和运行速度,还可以控制格准的运行距离,进而控制三个轮子让平台移动一个精确的用禹,这些都是可以直接计算得到的。整个系统辅以一个通信控制线程，就可以实现和其他平台的无缝连接，移植性网极高。1.2 国外研究现状国外对于三轮移动平台的研究较早，技术相对成熟。一些知名的机器人公司，如波I:顿动力公司(BostonDynamics)和本田公司(Honda),已经开发出多款先进的三轮移动平台，主要用于军事、物流、服务等领域同。图3为CamegieMMonUniVerSitV(卡耐基肉隆大学在1986年为美国海军开发的款全向移动机器人UranUs,并进行了运动学模型和控制系统等方面的初步研究四,图3UranUS移动机潺人轮式移动机器人,特别是全向轮式移动机器人被广泛地应用干不同环境中的各种应用，在实际应用中可能会受到不均匀性和不规则性的影响。这种类型的机器人必须能第在运动学上完成其机动动作，以防止由于V航不均匀而导致的中断，仍然行驶在期里的路径上。美国的EhsanSrAIiHR和YasinA,在学术期刊上发表了研窕移动机器人在不平整衣面上的运动,并时其运动学方程进行了修正以考虑表面的不平整性，研窕/其导航和路径跟踪问题(如图4).对此提出了基于欧拉角实时更新旋转矩阵的解决方案0K为了验证该算法，还给出了在仿真中获斛欧拉角的步骤并进行了验证.实粉测试中,欧拉角由低成本的惯性传感器计算得到,通过全向三轮移动机器人在专门为此设计和搭建的实险室不平整地形上进行实脸测试。通过在仿真中使用该尊法,完全消除了由表面不平整度引起的定位误差，实现了行驶路径与期望路径的风配。在实验测试中，路径终点的误差改善幅度超过83%,路径所有点的RMS误差改善幅度超过77%由2力.v01.×,图4导航和路径跟踪简图英国JordiP,E1.enaR和EdUardC在学术期刊上提出了一种三轮全向移动机器人的路径跟踪精度的经验评估，该机器人能修在任意方向移动的同时，同时改变其方向。在文章中评估的移动机器人包括用于避障、自定位和地图创建、路径规划和路径窕踪的精确机数1.IDAR,这种移动机战人已被用于开发几种辅助服务，但其路径眼踪系统的准确性至今尚未得到专门评估.为此，本文描述了在移动机战人中实现的运动学和路径规划过程，并通过实脸评估了其路径跟踪系统校正轨迹的准确性,本文将UDAR采集同的信息进行配准，得