基于麦克纳姆轮的全向重载移动技术研究

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1、中图分类号：TH187论文编号：102870515-S233学科分类号：082503硕士学位论文基于麦克纳姆轮的全向重载移动技术研究研究生姓名朱浩学科、专业航空宇航制造工程研究方向数字化设计与制造指导教师黄翔教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonOmni-directionalHeavyloa

2、dingMoileTechnologyBasedonMecanumWheelAThesisinAerospaceManufactureEngineeringbyZhuHaoAdvisedbyProf.HuangXiangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人

3、已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要传统移动运输技术已不能满足厂区内紧凑空间里大型重型部件的高效运输要求，单一功能的作业平台也会增加企业的设备成本，降低厂区内的空间利用率。具有全向移动功能的重载移动平台能很好的在有限作业环境中完成运输任务，同时还能搭载多种辅助工作平台，配合生产的需

4、要集成不同的功能，优化企业设备配置，提高企业生产和经济效率。本文针对全向重载移动平台，对全向重载移动技术主要开展了以下的研究工作：（1）在全向轮结构设计的基础上，优化了全向轮辊子参数化建模方法，设计了小辊子参数计算软件以简化设计流程。利用赫兹接触理论求解了小辊子与地面接触的最大应力和变形，得出辊子触地点的应力应变趋势。借助有限元软件对全向轮主要受力件进行了刚度强度分析与校核，在此基础上完成了重载全向轮最优结构选型的研究。（2）针对重载平台移动时惯性大以及稳定性不强的问题，深入讨论不同悬挂设计方案，完成了油气悬挂的设计。仿真分析了油

5、气悬挂的非线性特性并验证了该悬挂能提高移动平台的平顺性。（3）着重研究了载重10吨以下的全向移动平台车架结构，设计并分析校核了车架的刚强度，完成了车架动态特性的研究。（4）为解决4轮全向重载移动平台存在的局限性，对移动平台进行多轮拓展研究，建立了8轮移动平台的运动学方程，对8轮移动平台的典型运动进行了虚拟样机仿真，仿真结果表明8轮平台能顺利完成全向运动。关键词：全向移动，重载运输，全向轮，运动仿真IABSTRACTThetraditionalmobiletransportationtechnologycan’tmeetthedem

6、andofefficienttransportoflargeandheavycomponentsinthecompactspaceinthefactory.Theoperationplatformwithsinglefunctionwillalsoincreasethecostofequipmentandreducetheutilizationrateofthespaceofthefactory.Anoverloadingplatformwithomni-directionalmobilefunctioncaneasilysolv

7、etheseproblems.Theomni-directionaloverloadingmobileplatformcancompletethetransportmissionflexiblyinthelimitedworkingenvironmentanditcancarryavarietyofauxiliaryworkingplatformtomeettheneedsofproductionbyintegratingdifferentfunctions.Thesewillnotonlyhelptooptimizethecon

8、figurationoftheenterpriseequipmentsbutalsotoimprovetheproductionefficiencyandeconomicbenefit.Takingtheomni-directionaloverlo