2.1.3  本体各结构..6

2.1.4  驱动电机选择9

2.3  轮式机器人驱动轮结构..10

2.4手爪机构.12

2.5 机械臂运动方案选择..13

2.6 机械臂驱动方案选择..13

2.7 小车驱动电机方案选择14

2.8 减速方式选择..15

3  机器人结构尺寸确定.17

3.1  机械臂臂长确定..17

3.2  驱动轮直径确定..18

3.3  转向轮直径确定..18

3.4  小车几何尺寸确定19

4  计算及校核20

4.1  负载模型确定.20

4.1.1  各部分结构简化图.20

4.1.2  简化图几何形状及尺寸确定..20

4.2  基于模型的负载计算.21

4.2.1  车轮轴受力计算21

4.2.2  机械臂各转动关节受力计算..23

4.2.3  机械手结构受力计算..24

5  驱动系统设计.25

5.1  小车水平运动电机负载计算及选型.25

5.2  小车转向运动电机负载计算及选型.26

5.3  机械臂电动推杆负载计算及选型27

5.4  机械爪抓取负载计算及选型.27

6  导航方案分析与确定.28

7  结论29

8  参考文献..30

1. 绪论

1.1. 课题背景与意义

在机器人技术发展的如火如荼的今天，机器人已经在各行各业都对人类进行了帮助，最常见的便是工业生产线与自动化存储仓库中。流水线上一排排的机器人提高了制造业的效率，仓库里一台台小巧灵活的AVG搬运机器人使得仓库变得井井有条，大大提高了仓库的空间利用能力和经济性。而能够帮助人们处理一些不尽相同又细小频繁的工作便是本设计的移动机器人想要完成的工作，进一步帮助人类的生产、工作和生活。

1.2. 国内外发展现状

1.2.1. 国内移动机器人发展及其现状

1.2.2. 国外移动机器人发展及其现状

1.2.3. 常见移动机器人结构与系统

1.3. 移动机器人关键技术

1.3.1. 移动机器人的导航技术

机器人并没有像人一样强大的视觉系统，如何使其顺利移动便是关键技术也是核心技术之一，即机器人导航技术。使用收集多种物理量信息的传感器来使机器人感知周围环境信息和自身运动状态并且实现在各种各样的环境中自主规划路线，调整行为，是至关重要的一项技术。目前，移动机器人主要的导航方式包括视觉定位导航、超声波定位导航、激光定位导航、SLAM（即时定位和地图构建）技术、红外定位导航、环境地图模型导航、GPS导航和路标导航等。

1.3.2. 移动机器人的路径规划

有了传感器这些眼睛，机器人能够看清周围的环境情况，接下来就要让机器人能够安全的按照指定路线移动，即路径规划。路径规划包括机器人对周围环境的感知、安全合理路径的搜索和对路径的平滑处理三部分，是实现移动机器人基本功能的关键技术之一。让机器人通过周围环境信息和自身运动状态实时调节行径路线，速度，避开可能存在的障碍来完成预期的或突然的任务中的安全行径路线。

全局路径规划：全局路径规划可以根据已经搜集到的长期环境信息来进行全局的静态路径规划，来确定安全移动路径。常用方法有：可视图法，栅格法，自由空间法等。

局部路径规划：如果环境发生变化，出现突发状况时，全局路径规划就会失效，这时候就需要依靠局部路径规划来继续规划安全，正确的行径路线。局部路径规划的主要方法有：人工势场法，模糊逻辑法。

1.3.3. 多传感器信息融合技术

当机器人需要做的任务越来越多，现实环境情况越来越复杂，就会有更多不同的传感器来帮助机器人识别身边的环境信息来完成工作。比如让机器人搬运零散的贵重物品，易碎物品时，就需要有力传感器来控制机器人的抓取机构的力矩，保证物品的安全与完整。这项技术就要求了机器人内部处理系统对多种信息进行集成处理，更完善的描述了工作环境的情况，以保证机器人对环境做出正确，精准的反应与判断，规划处理方式，保证机器人工作的准确和稳定性。