论文部分内容阅读
橡胶履带机器人由于履带与地面接触面大、压强小、附着性能优越、越障能力强等优点,已经成为军用、工业用、民用的首选。小型履带式移动遥控机器人具有质量轻、便于携带等优点,通常用于矿山隧道、工业工厂运输、军事越野运输和作战等复杂的环境。人们对橡胶履带机器人的越障性能不断地加大研发力度,但是由于机器人工作环境的未知性、动态性,在目前相关技术水平下,橡胶履带机器人需要实现完全的自主越障行动还比较困难,因此对其动态特性研究在未来相当长的时期内仍占有重要地位。随着科学技术的不断进步,橡胶履带机器人的动态特性研究也会越来越全面,各方面的影响因素会逐渐考虑完全。 本文通过大量的参考文献,研究了橡胶履带机器人的发展历程、现阶段的发展状况以及阻碍现阶段发展的问题,通过对ZD-650型橡胶履带机器人进行动态特性研究,推导了直线动力学数学模型和转向动力学数学模型,其中转向动力学模型分别以考虑理想模型、考虑滑移因素影响模型和考虑离心力因素影响模型三个方面进行研究。 研究橡胶履带机器人的运动和轨迹关系的重点在研究机器人的动力学数学方程,橡胶履带机器人的运动学方程是描述机器人物理运动规律的数学模型,模型中包含了机器人的位置、运动速度、加速时的加速度之间的相互关系对时间的微分,是机器人进行动力学分析、位置跟踪和控制实现的主要依据。 本文依托Simulink软件对橡胶履带机器人进行了动态特性分析,在已经建立了理想动力学数学模型、考虑滑移因素影响的动力学数学模型和考虑离心力因素影响的动力学数学模型的基础上,构建了仿真方框图,分别针对不同的模型进行分析,主要参考指标为:主动轮转速比、转向角速度、转向半径、内外侧驱动力、转向中心偏移量、不同转向角速度对偏移量的影响、不同速度对偏移量的影响,以此对橡胶履带机器人进行部分动态特性分析。 紧接着,在原有的动态特性仿真基础上,叙述了多体系统动力学,并用RecurDyn软件构建了ZD-650型橡胶履带机器人虚拟样机,搭建了橡胶履带机器人的行走系统,构建了不同的仿真模型,对比分析出橡胶履带机器人在不同的路况下的运动轨迹和动态特性。与Simulink动态特性研究一起验证了理想模型、考虑离心力、考虑滑移数学模型的准确性,为ZD-650型橡胶履带机器动态特性研究提供参考。