行星輪式爬樓輪椅的驅(qū)動(dòng)方案及運(yùn)動(dòng)仿真
爬樓輪椅按照原理劃分為幾種,包括履帶式,行星輪式和腿足式等。主要分析了行星輪式爬樓輪椅的運(yùn)動(dòng)過程,指出了當(dāng)前爬樓輪椅存在的不足,并提出了一種采用同心軸達(dá)到不同驅(qū)動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)方案,可以使輪椅更穩(wěn)定地提升爬樓運(yùn)動(dòng)。使用CATLA軟件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)仿真模擬,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性。
? 研究人員對(duì)爬樓輪椅以及越障機(jī)構(gòu)的研究已經(jīng)有100多年,也先后提出了很多種方案,常見的有履帶式、行星輪式和腿足式。通常,履帶式輪椅體積龐大且由于原理上的缺陷,容易造成對(duì)樓梯臺(tái)階的損壞;腿足式通常也比較復(fù)雜,且控制系統(tǒng)繁瑣,行星輪式原理簡(jiǎn)單,容易提升?,F(xiàn)在在行星輪式爬樓輪椅方面的研究已經(jīng)取得了不少的成果。對(duì)軌道式機(jī)械爬樓裝置進(jìn)行了有益的探索。
智能機(jī)器人輪式行走齒輪箱驅(qū)動(dòng)原理
協(xié)助AGV控制系統(tǒng)的完成(控制系統(tǒng)包括:地面(上位)控 制系統(tǒng)及車載(下位)控制系統(tǒng)),其中,地面控制系統(tǒng)指 AGV系統(tǒng)的固定設(shè)備,主要負(fù)責(zé)任務(wù)分配,車輛調(diào)度,路 徑(線)管理,交通管理,自動(dòng)充電等功能;車載控制系統(tǒng) 在收到上位系統(tǒng)的指令后,負(fù)責(zé)AGV的導(dǎo)航計(jì)算,導(dǎo)引實(shí) 現(xiàn),車輛行走,裝卸操作等功能。
機(jī)器人輪式行走驅(qū)動(dòng)部分采用直流電 機(jī)和38mm行星齒輪箱組合,反對(duì)稱安 裝方式。這種方式可以在使輪對(duì)同軸, 提供較大動(dòng)力 (通常電機(jī)外形尺寸和 功率成一定比例)的情況下,減輕減速 機(jī)輸出軸受力點(diǎn),大大縮短輪距,節(jié)約 空間,以使機(jī)器人體積小型化。
由于采用這種安裝方式,電機(jī)的選擇就 可比較廣泛,兆威用38mm金屬減速電 機(jī)的作用可以提升扭矩,減小轉(zhuǎn)速,也 可以利用之間的摩擦自鎖在需要停止 時(shí)起到剎車作用,同時(shí)延長(zhǎng)軸距以滿足 輪對(duì)安裝需要。
舵輪采用電磁剎車,斷電抱死,也可手 動(dòng)釋放。
兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別控制左后驅(qū)動(dòng)輪和右后驅(qū)動(dòng)輪,使機(jī)器人能夠更好的完成轉(zhuǎn)向任務(wù),同時(shí)在裝置上安裝了超 聲測(cè)距傳感器和紅外避障傳感器,使得機(jī)器人在行走時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)前方的障礙物,提前轉(zhuǎn)向躲避,解決輪式移動(dòng)機(jī) 器人的拐彎躲避障礙物能力差的問題。基于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和理論分析,爬坡能力差主要是由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力不足導(dǎo)致的。而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)力不足的原因多是設(shè)計(jì)階段選用的直線導(dǎo)軌摩擦因數(shù)太過于理想化,為解決系統(tǒng)負(fù)載加大后,其導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)變化,我們的行星 齒輪箱結(jié)構(gòu)擁有二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)驅(qū)動(dòng)變化可根據(jù)智能機(jī)器人的行走驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的設(shè)計(jì)需求更換減速比及調(diào)整齒 輪箱的輸入轉(zhuǎn)速及力矩。