独轮机器人——机械结构设计学 院：专 业：姓 名：指导老师：工业自动化学院机械电子工程黄静茵学 号：职 称：160404102631唐伟杰讲师PAGE \* ROMAN \* MERGEFORMATII中国·珠海二○二○年五月PAGE \* MERGEFORMAT2北京理工大学珠海学院 2020 届本科生毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《独轮机器人——机械结构设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。北京理工大学珠海学院 2020 届本科生毕业设计承诺人签名： 日期： 年 月 日独轮机器人——机械结构设计摘 要独轮机器人是一个多变量、强耦合、非线性的动力学系统，是静态不稳定的自平衡机器人。它的动力学建模和控制系统的设计一直是国内外学者研究的重点，但是它的机械结构设计也是十分重要的。目前国内外对独轮机器人的机械结构设计的研究并不是特别多，主要还是针对动力学建模和控制系统的设计。其控制系统的设计一直是该课题研究的一个难点，且该机器人的动力学建模也不简单。但是结构设计的好坏与其控制的难度直接挂钩。因此优化独轮机器人的机械结构设计就是重中之重，它可以在一定程度上简化独轮机器人的控制系统设计。本课题将垂直转子独轮机器人作为研究对象，通过研究分析历年来独轮机器人的结构设计，在此基础上研制出了一种新型独的独轮机器人的本体结构。利用 Pro/E 软件绘制出独轮机器人的各个零部件，并进行虚拟装配确定结构的可行性。用 Auto CAD软件画出各零件的二维图并定制所需的零件。通过计算确定所需要的电机数据，并选择合适的电机。然后对个别零件在 SolidWorks 上进行有限元分析，确定其强度符合要求。以此进一步验证独轮机器人结构的科学性和合理性。最后确定独轮机器人结构合理的前提下，进行实物的加工装配。关键词：独轮机器人，垂直转子，有限元分析，结构设计 PAGE \* MERGEFORMAT2北京理工大学珠海学院 2020 届本科生毕业设计 Unicycle Robot--Mechanical Structure Design AbstractThe unicycle robot can be considered as a dynamic system which is multivariable, highly coupled and nonlinear, and it is designed as a statically unstable robot with self-balancing function. Both its mechanical structure design, dynamic modeling and contro...
