基于mecanum轮的集装箱底板打孔平台研制

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1、分类号TP242学位代码308密级GK学校代码10298学号3120141岛京林业大学硕士研究生学位论文论文题目：基于Mecanum轮的集装箱底板打孔平台研制作者：陆军军专业：机械电子工程研究方向：机电一体化指导教师：王兆伍教4曼二〇一五年六月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由

2、本人承担。学位论文作者（本人签名）：^3^>^七仏年厶月y日学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》（以下简称“章程”，见WWW.cnki.net)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：沒f公开□保密（_年_月至

3、_年_月）（保密的摩依讼^斛密后系違守此你试）作者签名：阵备斗导师签名：J私/T年fe月丨/日年心月曰致谢三年光阴，悄然已逝，值此论文完成之际向所有关心帮助过我的老师和朋友表示衷心的感谢。课题在选题及研究过程中得到王兆伍老师的悉心指导。恩师多次询问研究进程，并帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励，在恩师的悉心指导和督促下，顺利完成我的硕士学位论文。恩师敏锐的洞察力，一丝不苟的作风，严谨求实的态度和丰富的学识经验使我受益匪浅。三年求学期间，恩师一直给予学业上的悉心指导和生活上的关心帮助，在论文完成之际谨向恩师致以最崇高的敬意和最衷心的感谢。感谢机电院各位

4、领导、老师的关怀和帮助，感谢任课老师对专业知识的讲授，在此向他们致以诚挚的谢意和衷心的祝福。感谢师妹宋晨雨和师弟朱亚南、曹轩、刘进、吴敏东、张楠等在课题实施过程中的帮助和支持，同时还要感谢机电院3408实验室的同学和舍友谷杰、谢梅珍、曾芳静在学习和生活中给予的关心和照顾。感谢我的父母和家人，他们给予我无限的关怀和无私的支持，给予我美好的家庭教育和培养，这些都是我求学的最大动力。感谢对论文进行评审、提出宝贵意见的各位专家。作者：陆军军二〇一五年六月摘要为提高集装箱底板及钢制龙骨打孔效率，降低人工劳动强度，论文针对集装箱底板人工打孔的现状，提出将全向移动机构

5、应用于打孔系统中，以期对集装箱底板安装的智能高效化起促进作用。基于Mecanum轮的全向移动系统较传统移动机构具有明显优势，能克服传统移动机构无法实现横向移动和原地零半径旋转的缺陷，可方便穿梭于狭窄拥挤空间，提高行走效率，广泛应用于生活、物流、工业和机器人等多个领域。其通常由四个Mecanum轮合理布局构成，通过控制四个轮子的转速与转向并经由不同组合，就能实现全向移动。论文以Mecanum四轮全向移动平台为研究对象，开展了以下研究工作：（1）阐述研究的背景及意义，在对比分析多种轮式全向移动机构的基础上，详细介绍了基于Mecanum轮的全向移动平台的国内外

6、研究现状及应用情况，确定论文研究的主要内容。（2）运用包络啮合理论推导辊子母线方程，结合Matlab软件给出辊子轮廓曲线并与精确母线对比；根据母线方程进行Mecanum轮参数设计并运用三维设计软件Solidworks构建出轮模型。（3）建立Mecanum四轮全向移动平台运动学模型并对其进行逆运动学分析，得到四轮转速与平台中心转速的映射关系；运用全向移动条件——速度逆雅克比矩阵满秩优选出轮组合理结构布局，并利用动力学仿真软件ADAMS对平台进行运动学仿真。（4）采用Solidworks软件对移动平台进行基本造型，通过虚拟装配建立Mecanum轮仿真模型，并

7、运用有限元分析软件Workbench对轮体进行受载静力分析，得到关键零件的应力分布情况。（5）搭建Mecanum四轮全向移动平台模型，设计四轮运动控制的硬件电路并在运动学分析的基础上编写相应测试程序，直观地验证平台的全向移动性能。论文利用理论分析、软件仿真分析及试验测试的方法，对Mecanum四轮全向移动平台进行了较为深入的分析与研究，直观地验了平台的全向移动性能，为全向移动平台应用于集装箱底板打孔提供了理论基础。关键词：集装箱底板；Mecanum轮；包络啮合理论；运动学仿真；静力学分析DevelopmentofPlatformforContainerF

8、loorPunchingbasedonMecanumwheelAbstractI