一种基于二维柔性运动轮的全方位移载平台的研发

论文摘要

移载机械作为基础装备,被广泛应用于生产、生活的各个领域。由于现代物流对于活动空间及生产中对于运动精度和灵活性方面的要求越来越高,要求新型的移载机械能满足小空间运动和灵活的运动姿态控制方面的要求。研发能够满足新需求的全方位移载平台的现实意义非常重大。本文在借鉴国内外现有研究成果的基础上进行了创新。分析和设计了一种新型的全方位移载平台。本文的主要工作如下:1.通过分析国内外在全方位运动平台方面的一些研究成果,设计了新型移载平台的基础部件,即新型二维柔性运动轮;2.根据全方位移载平台的运动特性,建立了新型二维柔性运动轮的排布方式并以此为基础建立了运动学模型,分析了全向移载平台灵活运动的可行性;3.根据实际运动要求以新型全方位移载平台使用的新型二维柔性运动轮作为全向移载平台动力传输的最终环节,建立了全向运动平台的传动系统;4.对新型全向移载平台传动系统的结构进行分析、选择相应的动力源、动力输出元器件及相关的辅助元器件,并以此为基准建立了运动控制策略;5.通过对新型全向移载平台的运动学模型和传动系统的分析,得出该平台初始动力输出元器件的控制目标,选择并设计人机交互的方式,选择、设计具体的控制元器件并构建了主要控制电路的结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 国内外研究应用情况
• 1.2.1 国外全放位平台的研究现状
• 1.2.2 国内全方位平台的研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 新型二维柔性运动轮的结构设计
• 2.1 基于运动学的各类全方位运动轮分析
• 2.1.1 使用普通轮间接实现全方位移动
• 2.1.2 使用全方位轮直接实现全方位移动
• 2.2 二维柔性运动轮的工作原理及分析
• 2.3 二维柔性运动轮设计
• 2.3.1 二维柔性运动轮结构设计
• 2.3.2 二维柔性运动轮关键零件的有限元静力分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于二维柔性运动轮的全向运动平台的轮系布局及运动学分析
• 3.1 基于二维柔性运动轮的全向运动平台的运动特性分析
• 3.2 基于二维柔性运动轮的轮系布局
• 3.2.1 瑞典轮的平台轮系布局及其运动的分析
• 3.2.2 基于二维柔性运动轮的轮系布局设计
• 3.3 基于二维柔性运动轮的全向运动平台的运动学建模
• 3.3.1 全向运动平台的运动学模型
• 3.3.2 基于二维柔性运动轮的全向运动平台速度的线性叠加
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于二维柔性运动轮的全向运动平台的构建
• 4.1 全向运动平台机械传动系统设计
• 4.2 全向运动平台的控制模块的搭建
• 4.2.1 总体控制策略的搭建
• 4.2.2 人机交互方式的选择与设计
• 4.2.3 主控制器功能设计
• 4.2.4 驱动控制子系统
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 附录一