煤矿井下探测与搜救机器人运动机构设计和分析开题报告

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1、本科毕业论文（设计）开题报告学号学生姓名院系专业年级指导教师职称开题时间月日一月日文题目煤矿井下探测与搜救机器人运动机构的设计与分析一.选题意义、价值和目标：1.研究背景及意义随着我国经济的高速发展，对能源消耗日益增加，使我国成为一个能源消耗大国。在所消耗的能源中除去、石油、天然气和新能源外煤炭也是重要的能源之一。煤炭的开采生产和应用为我国的电力的发展和电力的供应起着至关重要的做用，截至目前我国有1/3以上的煤炭用来发电，为我国工业经济和国民tl常生活提供了能源和生活上的便利。冃前我国部分煤矿生产设备和工艺落后，自动化改造不彻底，缺少安全保障措施以及田地质条件复杂，由

2、地震，塌方，火灾，瓦斯爆炸以及各种人为活动造成的事故越来越多。因此伴随着煤矿开采的大规模的进行,煤炭矿井事故的发生逐渐增多，使我国成为煤矿事故高发的国家，因此煤矿井下救援工作成为一个重要的发展课题。由于煤矿开采绝大多数都是井下作业，而且煤矿井下环境木来就比较复杂，而事故经常会因为井下情况就会变的更复杂和不明朗，如果不探清井下事故后井下危险物质、大火、易燃易爆气体、不稳定的结构等等危险因素就会使得井下救援变得极其危险。而这些些危险因素也时常会威胁到救援队员的生命安全，阻碍救援工作的快速展开，因此如果贸然下井救援必然会造成额外的人员伤亡和损失，但是耽搁的时I'可过长就会使

3、搜救人员无法在最短的最佳的时间查明事故情况和实施井下救援，并由此失去最佳的救援时间。因此如何及时有效的发现被困幸存者并实施快速的救援是灾后应急救援的头等大事。如何能够在最少人员伤亡前提下快速高效地开展搜索救援工作一直是我们重点研究的问题。因此一款高效的井下探索与搜救的救援机器人对救援活动具有着重要的意义与价值，它能够在井下恶劣的环境中高效而准确的探测出爭故后的情况，为救援方案提供重要的参考依据。本次设计是2.设计目标：1）、车体总重量＜50kg2）、行驶速度＞0.5m/s3）、最大跨沟槽宽度400mm；4）、平地越障高度：250mni5）、爬坡能力：335°6）、自备

4、电池运行时间为4h二课题研允方案：1.查阅资料了解国内外煤矿井下救援机器人研究与发展的状况，明确设计课题的研究目标和意义。2.查阅相关资料，分析矿井下救灾的工作环境和要求，明确机器人的设计的技术指标。3.根据技术指标确定机器人运动机构的整体方案，进而确定机器人运动形式和运动结构的布局。4.根据整体方案，对机器人运动机构的各个子系统进行结构设计，计算，确定各个子系统的驱动电机的功率，确保整个运动机构的设计合理，以便达到要求的技术标准。5.对机器人的运动机构进行SolidWorks三维建模，并进行装配，完成整个系统的总装配图，并进行干涉检测。然后利用SolidWorks的

5、运动仿真的功能对机器人进行运动学仿真，确保其功能实现。对重要的零部件进行ANSYS有限元分析，优化零部件的结构设计。6.使用AutoCAD软件绘制机器人总的装配工程图和重要零部件的二维工程图。运动机构整体结构图T：木机构的设计优点在于：在机器人主履带前后两端设置同步摆臂机构，增强了机器人跨越壕沟的能力，实现了攀爬台阶的功能。主履带设置了主动轮，从动论，导向轮增强了机器人运动机构的平稳性，增大了负载能力，使其能够搭载更多的探测仪器，增强了转弯性能。写作提纲：摘要1.绪论1.1研究背景及意义L2国内外研究现状1.3研究内容与目标2.机器人移动平台整体结构设计2.1移动平台

6、总体结构设计2.1.1移动方式的选择2.1.2总体结构方案的确定2.1.3履带底盘总体基本尺寸的确定3机器人运动结构设计计算和校核3.1齿轮传动的特点和应用3.2主履带运动动机构设计计算3.1.1主履带齿轮传动参数的设计计算3.1.2主履带电机型号参数的选择3.3摆臂机构的设计计算1.2.1摆臂机构齿轮传动参数的设计计算3.2.2摆臂机构电机型号参数的选择3.4驱动轴的校核3.4.1驱动轴结构设计3.4.2驱动轮轴受力分析3.4.3驱动轴强度的校核2.机器人传动机构设运动学和力学分析4.1履带机器人的运动学分析4.2移动平台动力学分析4.2.1移动机器人运动机理研究4

7、.2.2机器人爬坡行驶分析4.2.3机器人越障过程分析4.2.4机器人越沟槽分析4.2.5机器人行走抗倾覆状态分析5.总结6.致谢参考文献主要参考文献：[1]李东晓.机器人技术在煤矿自动化中的应用[J]•煤炭科学技术，2007(5)：62-64.[2]钱善华，葛世荣.救灾机器人的研究现状与煤矿救灾的应用[J].机器人，2006(5)：350-354.[3]肖俊君，尚建忠，罗自荣.-•种多姿态便携式履带机器人传动和结构设计[J]・机械设计，2007(3)：10-12闫国荣，张海兵•一种新型轮式全方位移动机构[J].哈尔滨工业大学学报.2001(06),