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月球探测机器人模型玩具结构设计
摘 要
2004年我国已启动“嫦娥工程”,研究具有自主知识产权的月球探测机器人极为迫切。月球探测机器人是多学科、高技术集成的复杂系统工程，其研制设计到多个学科领域，是人工智能，自动控制，机构学，信息技术及计算机技术等高新科技的结晶。其中移动机构是月球探测机器人的基础和关键，其性能的优劣、工作的稳定性和可靠性将直接影响探月工程的成就。
本文通过分析月球探测机器人的功能需求，首先初步建立了包括地面适应性、行驶平顺性、越障爬坡性能、抗颠覆能力、转向灵敏度等在内的探测机器人的模型，建立虚拟设计模型，进行仿真分析。并进行详细的设计、计算、校核、选型，以实现玩具厂家指定的功能，并整理成书面报告，绘制月球探测机器人模型玩具的装配图或结构图。
关键词：月球探测 动力学仿真分析 虚拟技术 移动性能
The design of Lunar exploration robot model toy
Abstract
In 2004, China has started, "Chang'e Project", with independent intellectual property rights of lunar robot is extremely urgent. Lunar exploration robot is multi-disciplinary, high-tech integrated complex systems engineering, the development of the design into multiple subject areas is artificial intelligence, automatic control, organization, information technologies and computer technology jobs in the crystallization. One lunar robot moving body is the basis and key to its performance advantages and disadvantages, the work will directly affect the stability and reliability of the achievements of the lunar exploration project. By analyzing the functional requirements for lunar robot, the first initial set up, including ground adaptability, ride comfort, obstacle climbing performance, anti-subversion capability, steering sensitivity and other model of the robot including detection, create a virtual design model to carry out simulation analysis. And detailed design, calculation, calibration, selection, toy manufacturers in order to achieve the specified functions, and compile a written report, lunar robot toy drawing assembly diagram or chart.
Key words：lunar exploration; dynamics simulation；virtual assembly design ；mobility performance
目 录
中文摘要 I
英文摘要 II
第一章 绪论 1
1.1 选题的目的和意义 1
1.2 研究的主要内容 2
1.3 设计要求 2
第二章 产品设计思路－虚拟设计技术 4
2.1 虚拟技术的基本概念 4
2.2 虚拟产品开发技术的分类 4
2.3 虚拟设计在新产品开发中的应用 5
2.3.1 产品设计 5
2.3.2 虚拟装配设计 7
2.3.3 虚拟人机工程学设计 8
2.3.4 虚拟设计在新产品开发中的应用前景 8
2.4 虚拟设计的常用软件 8
2.5 本设计采用的软件－PRO/E 8
第三章 月球机器人原理方案构思和拟定 10
3.1 整体方案及结构设计 10
3.2 机械结构 12
3.2.1 实现翻越障碍的机械结构 12
3.2.2 实现插小旗、抓取木块及实现木块翻面的机械结构 12
3.3 母车和子车行走部分方案设计 14
3.3.1 子车行走部分方案设计 14
3.3.2 母车行走机构方案设计 17
第四章 机器人机械部分计算说明书 18
4.1 设计的原始数据 18
4.2 子车的行走部分设计计算 18
4.2.1 基于PRO/E的子车重量计算。 18
4.2.2 子车部分行走电机的选择 20
4.2.3 子车最大行走速度计算 21
4.2.4 子车最大爬坡能力计算 22
4.2.5 子车机械臂转轴驱动电机选择 22
4.3 子车上的机械手设计计算 23
4.3.1 丝杠传动及其螺母的计算 23
4.3.2 活动抓手的插旗槽计算 23
4.3.3 丝杠螺母极限位置的确定 25
4.3.4 机械抓受力分析和驱动电机功率的选择 27
4.4 母车设计计算 29
4.4.1 基于PRO/ E 的母车重量计算。 29
4.4.2 母车部分行走电机的选择 30
4.4.3 母车最大行走速度计算 31
4.4.4 母车上的曲柄连杆组合机构设计 31
4.4.5 搭桥斜面设计计算 32
4.4.6 斜面转轴驱动电机的选择 34
设计总结 35
致谢 36
参考文献 37
