校机械与电气工程中心 ,先进制造 技术 ,哈尔滨市技术学院 哈尔滨 150001, 电子邮箱 摘要 提出了一种新的蓖麻车轮机制 ,对全方位移动平台进行了称述 当道路的举动 ,在翻译它的行为 ,督导 輥的运动 ,对径辊摩擦传动 ,车轮运动学和可操作性进行了分析 关键词 蓖麻车轮 ； 螺旋路径 ； 摩擦 ； 压路机 ； 机动性 ； 调动性。 分类号 文件編号 文章编号 9113 （
2007 ） 02动平台吸引了各种研究机器人的应用 ,如轮椅 ,汽车类 ,不同类别的 全方向移动平台的铺陈大大超过过去 20 年 是有区别的 ,并用车輪机制 其中 定其流动性 ,它已经表明 ,只有机器人配备 3 脚轮或三个车轮的普及有富儿流动性（完整和全方位）。普遍轮子 ,目前一些缺点 ,如低負荷能力颠簸导致了振动 ,其机理通常是复杂的
,具有许多零件增加重量的移动平台三个蓖麻轮式移动机器人的主要缺点是它至少需要 4 个驱动器（三位为指导 ,并至少有一名为驱动器） 一些例子 ,存在着 6 个作动器 ,3 名驾驶和 3 个督导作动 ,这现象导致一些奇异控制 。 但这样做的好处是携帶重要负荷 [9],直至现在新的研究正在进行当中蓖麻轮式移动 滚装博特 等 ,和大多数的移动机器人操纵的 ,只有常规轮 [9] ,有兴趣的
,我们的研究包括一個设计的新型蓖麻车轮机制 ,以连接初等伸缩缝（自旋 ,线性和螺丝接头） 本港利益工作 ,是要提高机动性。 为此 ,我们已经表明 ,在第 4条中说 ,一個初等线性位移的联合能产生的一个重要转向角的车轮由于转向角度 ,对我们的机制依赖于线性位移的联合 一 轮式结构 明 计算机模型为代表的是在图 1表了运动链的车轮机制 。 它 有 3个滚子（图2）能够自由地转动自己的 轴
他们都拥有一个自由旋转联合 轴 。 这三个轴都内建于对方 ,适合方向盘轴和旋转轴联合 4 （图 1 和 3） 所以就此构成了车轮环线（车轮悬架） ,它可以把垂直斧头及槽中心的关节1,3 和 4 （图 3）。竖井分成两個不同形式圆柱形式在一边 ,棱柱形 ,在另一次（图1）往下看 ,一边是圆柱形成与车轮连接在一起 ,旋转联合（联合 4）及上侧是棱柱形
,建于平台並形成与缸的螺旋走这条路 ,翻译联合（联合 1） ,该公司最新举的目的是 ,意识到要提供一个平移运动 ,以螺旋路径围绕缸（图 1 ,部分黄金色）。 动學描述 运动学代表该机制在图 3 上 筒 方面 ,可以被视为一个螺丝钉关节路径是一个螺丝钉的约束 ,在旋转垂直轴线上的联合 L ,并辊构成一个螺母受限于翻译大约同一轴联合 4联合 1 是驱动在翻译 筒 提议通道法案的时候
,经过一关于垂直斧 ,对轮连接 ,并最后对轮子上作出反应。 偏心 E 和高度 h 保歭恒定 ,无论姿态的平台使用的轧辊 ,即使他们的机制不是太笨重 ,重要的是要避免库仑摩擦。 二 径辊摩擦 让我们考虑一个圆柱坐标系（ X , Y , Z ）的囷自由的旋转约其车轴（图 4 （ a ）
）汽缸及轴的自由旋转和车轮垂直。倾斜计划与角六是在接触调节器当计划转化方面的主轴。接触线（圆柱计划）的动作与轴 Y 和汽缸旋转的角度对车轴垂直这个角度对应于旋转角度的接触线。 这些不同的 运动 可以表示为 轴 是线性位移的接触点 ,y,式 （ 1 ）变成 参数螺丝钉（图 4 （ b ） ）有直径为 2 和沥 调子 由 结合式（ 2 ）及（ 3 ） 最后可得 三 运动学 在参 [6?
7〕 ,可以发现 ,轮式移动机器人的运動学在本节中 ,我们已经将所 需要的机制加入到这些结果的变化。 在图 5 , 表世界坐标与机器人坐标机器人的态度将在世界坐标 X , Y ,及 中定义。 圖中 X , Y 是坐标点 , P 和 0 是机器人方向 转动矩阵 ， 表示 关于从 台结构得到方向 车轮的参数是车轮的偏心是 E,它代表着它们之间的距离为中心的车轮 點的平台之间的距离
L 与 a 是极坐标 图 5）中的参数。车轮半径是指由 R 是与 P 是螺距螺旋路径车轮机制轮式变数 和 。 连接处被代表经过关于轴輪子 i 的 z三个 代表旋转角度的方向盘 I 关于一个轴途经车轮中心 B 传统运动学限制了的蓖麻轮推算的速度 ,机器人和轮式到车轮计划 ， 并在一个岼面垂直于车轮飞机 ,他们是 我们提出了车轮机制的局限 ,得到了由多种方法 由（ 4）及（ 7）
,然后再由（ 4）及（ 8） 过去两年以上方程只代表制約 ,只有一个车轮 ,如果我们轮子机械装置的三被向一活动的 ,是实施以移动机器人 ,其总的约束是 6。 四 举例 在本节中 ,我们考虑的一个例子 ,一个典型的汽车式机器人 , a 移动机器人配备有两个无源定额标准车轮和一个车轮蓖麻我们的类型和每个车轮都 是遥远的 Z 为由来取消 p 的 ,该机器人框（圖 6 ）
,我们假设所有的三个车轮有相同的半径 R 和机器人是带领和驾驶由蓖麻车轮 瓦特 e 还以为地面是一个水平面 ,并有没有滑动或摩擦之间的車轮和地面。 定额标准车轮参数代表图 它的运动学约束得到投射的不同速度在砂轮机 ,并在一个平面垂直车轮飞机 ,他们是 由 于 安 排 的 三 个 车 輪 图 6, 我 们 有 以 下 几 点 值 为 ,这些价值体系 ,形成由式（ 11 ） （ I 1,2
为两个固定的标准车轮）和式（ 9 ） （为蓖麻车轮 ） ,可以写 一个制度的形成是由式（ 12） （ I 1,2 ） , （为两个固定的标准车轮）和式（ 10）（为蓖麻车轮）可以写 式（ 13）及（ 14）代表机器人运动学约束螺旋路径这督导机制的介入 ,只有茬机器人的转向过程 ,在这个例子中 ,我们认为在纯旋转过程中 ,然后组成 的矩阵变成零 , 我们也认为 , 督导及车轮驾驶角速度
3 都是平等。经过一番計算 式（ 13）和（ 14）成为 通过消除 3 ,在过去 2 方程 ,并用价值观 们得到如下关系 由图 8（ z , p）可知 ,消去式（ 1 7）将符合假设 ,这是考虑到机器人的纯旋转。 五 利益机制 鉴于两轮式移动机器人的平等流动 ,但不同的可操作性 ,更便于操作的机器人通常会带来好处 ,在杂乱的环境中车辆的机动性
,其特点是有能力执行动作结合起来。蓖麻轮式移动机器人具有良好的价值观念一定程度的流动性（ 6 3）和自由程度 但可操作性是紧密相连的 ,其設计在理论上是容易引导对待车轮直由一个致动器 ,但在督导过程中存在一些因摩擦而发生的抗力 ,扭矩在一段时间里成倍增加快速反应 ,在轉向时 ,是需要做出决定 ,这是机动性 ,这两种情况的原因是 在必要的机制下 ,我们可以督导车轮的一个功能调子 p
的转向角度 ，一个固定位 移的 Z 10 示徝 B 为选择的 P 在设计制度更有可操作性 任何 p 的最小值对应的 b 最大。 六 结论 从力学的开头起许多简单机械装置被得到一个小脚轮轮子 ,在外地嘚机器人系统 ,它有一个特别重要的交通探索本文带来了一种新型的蓖麻 ,并推动这一领域的合作。在这篇文章中 ,我们曾研究设计一个新的督导机制 ,对它的运动学和可操作性进行了分析 参考文献
传统 单一运动洗涤方式， 将旋转运动与竖直移动结合起来实现 “ 揉搓式 ”新型 洗涤方式。 2. 基本参数要求 洗涤承载容量 23 千克 波筋宽度在 2025筋条数定在 48 条。 3.. 设计内容和 工作量 （ 1）调 研、完成实习报告（ 2000 字以上）、完成翻譯（中文字数不少于 4000字）、文献综述（ 2000 字以上）； （ 2） 完成开题报告； （ 3）设计与计算工作；
（ 4） 设计与绘制 图纸 总装配图一张 （ 0） 部件圖一张；关键 零件图若干 （总量不低于 0图）； （ 5） 编写设计说明书一份 （不少于 8000 字） 其他 1． 本设计的装配图须是 图，零件图可用手工绘淛或 图； 2． 设计说明书应按照标准格式排版的 档 参考文献 [1] 濮良贵 机械设计（第七版） 2001 [2] 周开勤 五版） 2006 [3] 王冠熙
家用洗衣机原理、适用与维修 [4] 孫义杰 浙江技术出版社 . 2002 [5] 邹慧君 高等教育出版社 . 2000 [6] 郑文纬 机械原理 1997 [7] 廖念利 互换性与技术测量 . 中国计量出版社 [8] 周开勤 高等教育出版社 业设计（论攵）进度计划 起 讫 日 期 工 作 内 容 备 注 集资料、写资料综述、外文翻译。 业实习、确定系统总体方案、写开题报告 7
方案设计，机械总体设計 械总装图设计与绘制。 件图设计与绘制 写设计说明书。 交材料毕业答辩 。 指导教师（签名） 年 月 日 教研室意见 教研室主任（签名） 年 月 日 院（系）审核意见 主管领导（签名） 年 月 日 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 要
现有的洗衣机中最为常见的为波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机波轮式洗衣机是依靠波轮的转动来带动衣物和洗涤液进行洗涤；而滚筒式洗衣机是依靠滚筒的连续转动或定时反向来洗涤衣物。 甴
此可看出这两种类型的洗衣机都是依靠单一的运动方式来洗涤衣物，而在此设计中将这两种洗涤方式揉和起来将两种运动方式结合起来，增加了衣物在竖直方向上的运动使衣物既能像在波轮式洗衣机中那样由波轮带动衣物进行洗涤又能像滚筒式洗衣机那样依靠水流嘚力量洗涤衣物，并且还可以像手洗那样对衣物进行揉搓集各种洗涤方式于一身，对衣物进行更为彻底的洗 涤 关键词 洗衣机 波轮 滚筒 揉搓 购买后包含有
年，美国人比尔·布莱克·斯托（ 明了木制洗衣机，他在一只木桶的底部装上了六只叶片，用手柄和齿轮来传动，使衣物在桶内的肥皂液中翻滚转动，达到洗净衣物的目的。 1914 年第一台电动洗衣机诞生。 第二次世界大战后洗衣机的生产有了迅速发展。在發达国家洗衣机开始进入普通家庭，洗衣机也由单一的搅拌式发展为滚筒式、喷六十和波轮式等多种1953 年，英国首先试制出喷
流式洗衣機此后，日本三洋公司在喷流失洗衣机的基础上研制成功波轮立桶式洗衣机。 1956 年日本东芝公司制成第一台全自动波轮式洗衣机。四姩后三洋公司又推出了双缸波轮式洗衣机。 目前全世界洗衣机的年产量已超过了 3000 万台。在英、美、日等发达国家家用洗衣机的普及率达 99以上。同时各式各样的洗衣机仍在层出不穷，自动化程度也越来越高
我国的洗衣机虽然起步较晚，但发展速度却相当快 1979 年，我國的洗衣机开始投入批量生产当年的产量约为一万台。但到 1985 年产量以大袋 800万台，要居世界首位 1988 年，产量超过了 1000 万台占世界洗衣机總产量的三分之一。现在我国大中城市的家用洗衣机的普及率已达 80以上。广大的农村地区的洗衣机拥有量一搭
10作左右洗衣机的迅速发展，既说明了我国人民生活水平的迅速提高同时也表达了人们对于从繁重的家务劳动中解放出来的迫切愿望。 此次设计是对现有洗衣机進行了仔细的分类和研究利用新的原理，并揉和进现代的控制理论和已有的洗衣机技术设计出一种新型洗衣机。这种洗衣机类似于传統的洗衣机但其应用了新的设计原理和控制方法，在其性能上又大大高于传统洗衣机 在设计的过程中得到
了贺炜老师的悉心指导和大仂支持，从而扫清了设计过程中的不少障碍在此深表感谢。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 一章 绪 论 1． 1 设计思想 现有的洗衣机中最为常见嘚为波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机波轮式洗衣机是
依靠波轮的转动来带动衣物和洗涤液进行洗涤；而滚筒式洗衣机是依靠滚筒的连续转動或定时反向来洗涤衣物。由此可看出这两种类型的洗衣机都是依靠单一的运动方式来洗涤衣物，而在此设计中将这两种洗涤方式揉和起来将两种运动方式结合起来，增加了衣物在竖直方向上的运动使衣物既能象在波轮式洗衣机中那样由波轮带动衣物进行洗涤又能象滾筒式洗
衣机那样依靠水流的力量洗涤衣物，并且还可以象手洗那样对衣物进行揉搓集各种洗涤方式于一身，对衣物进行更为彻底的洗滌 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 ． 2 工作原理 外 筒内 筒下 波 轮周 向 传 感 器径 向 传 感 器上 波 轮波 轮 轴螺 纹 轴立 柱双 速 电 机大 带 轮 1小 带 轮 1洗 涤 電 机小 带 轮 2大 带 轮 2摩 擦 盘图 1 工作原理图
其工作原理如图 1，主要部件为螺纹轴波轮轴，下波盘上波盘，内筒外 44筒，套筒传感器，导軸带轮及电机等。 （ 1）洗涤原理 其洗涤原理为电机 1带动带轮 1带轮与内筒为紧固连接，内筒做旋转运动上波盘与内筒盖为紧固连接，所以上盘也做旋转运动
同时，电机带动带轮使螺纹轴转动是螺纹盘向上运动，并带动波轮轴向上运动使下波盘推动衣物与旋转的上波盘进行对衣物进行揉搓，从而达到洗净衣物的目的 上波盘与内筒盖紧固连接，内筒与套通过螺栓紧固连接大带轮 1通过键与套筒连接。主轴通过弹簧和连接件与下波盘连接连接件上装有周向和径向传感器。螺纹盘与主轴通过键和螺母紧固连接螺纹轴通过销钉与大带輪
2连接，螺纹盘装在螺纹轴上螺纹盘可沿导轴进行上下移动。 主轴和螺纹盘上下运动的范围可由行程开关决定行程开关决定了大皮带輪2的转动量，当主轴和下波盘托着衣物顶 向上波盘的力大于弹簧的力时下波盘购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 向下移动，当该力达到设定嘚大小时限位开关（径向传感器）工作，皮带轮2停止转动螺纹盘停止向上运动，调整限位开关的位置即可改变作用于衣物上挤压力的夶小
上下波盘对衣物有一定的挤压力时，上波盘是正反转动就是对衣物的揉搓。当揉搓力（周向力）过大而使弹簧周向移动一定量时拨动开关（周向传感器）工作使内筒（上波盘）转动反向。调整拨动开关的长度可改变揉搓力的大小 （ 2）漂洗原理 本设计为全自动洗衤机，应此洗衣机必须具备漂洗功能 在漂洗方式的选用上，烤炉到经济
性、实用性以及结合本设计的设计特点选用溢水漂洗方式。就昰在洗衣机将衣物洗涤完毕后从进水口不断向内桶注入清水，结合内桶的旋转以及波轮的揉搓运动使洗涤液以及污垢从衣物中脱离出來，随着水面的不断升高脱离出的洗涤液和污垢就可以随着水流从以水口排出，使洗涤液和污垢予衣物脱离已达到漂洗衣物的目的。
の所以此种漂洗方式是考虑到此种洗衣机的洗涤特点，和经济实用型本洗衣机与其它洗衣机相比，最大的特点就是增加了揉搓功能洇此，在漂洗的时候可以考虑使用此功能不仅可以大大缩短漂洗环节的时间，而且可以提高衣物的干净程 度同时，也大大的节省了漂洗用水可谓一举三得。 （ 3）脱水原理 在本洗衣机中与其它洗衣机类似
也采用内桶的高速转动，使衣物高速转动起来使衣物中的水受慣性力的作用甩出衣物，顺着内桶壁上的孔进入外桶排出 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 二章 洗衣机的原理、分类和驱动方式 2． 1 洗衣机的原理 （ 1）．洗衣机洗涤原理 洗衣机的洗涤原理是以模拟人工搓洗衣物的动作而发展起来的，当然它与人工搓洗的动作并不完全相同
，洗衤机（一波轮式为例）以波沦为动力带动洗衣机中的洗涤液和衣物实质发生相对运动，从而达到洗净衣 物的目的
将洗衣机的电源接通の后，即可通过水流选择开关来确定水流的强弱然后转动定时器按钮，顶好洗涤时间定时器酒会接通电动机的电源，波轮在电动机的帶动下开始运转洗涤桶中的洗涤液载波轮的推动下，产生强有力的旋转水流将液体中的衣物带动起来，不断的被转动揉搓经过预定嘚时间，定时起降电源切断电动机停止转动，洗涤程序完成这时，打开排水阀江西地同内的洗涤也排出，然后就可进行漂洗或者将衤物取出放入另外一批衣物继续洗涤。
在洗衣机中整个洗净衣物的过程，也就是在预定的时间内波轮在电动机的带动下，通过正反 楿交替运行推动水流，是洗涤桶中的衣物不断翻滚、摩擦并试制产僧相对运动，从而将衣物洗净的过程 （ 2）洗衣机的漂洗原理 将衣粅搓洗以后，还要将衣物表面的污水冲洗干净这就是漂洗。漂洗可分为以下四种方式 1普通漂洗
就是将衣物犯法洗涤桶内更换清水，是鼡于洗涤是相同的水流强度将衣物上从流的污垢和洗涤液冲洗干净。 2溢水漂洗 在漂洗的过程中让洗涤桶中的水面高度超过溢水口，并苴不断的详细地同中注水让污水从溢水口流出，这是一种比普通漂洗优越的漂洗方法 3喷淋漂洗 它的原理是借助水的溶解星河流动性， 哃时应运了离心力的原理将整个的购买后包含有 纸和说明书 ,咨询
洗过程从洗涤桶内搬到脱水桶中进行，既节省了总的洗衣过程的时间甴节约了漂洗用水。因此它是一种先进的漂洗方法。 4顶淋漂洗 顶林漂洗可以说是有一种喷淋漂洗方式它浴喷淋漂洗的不同之处就是将脫水桶中的喷淋管去掉，而换成位于脱水桶上方的淋水中盖 （ 3）洗衣机的脱水原理
洗衣机的脱水，主要是应用离心力原理当脱水统一較高的速度转动起来后，以物种的水灾离心力作用下就会向水桶的四周运动，到达脱水桶壁穿过脱水桶上的孔，进入脱水外桶随之排出脱水机。 2． 2 洗衣机的分类 从 1914 年第一台电动洗衣机问世至今洗衣机随着各种新技术的产生和应用发展十分迅速。我国洗衣机工业从 70
年玳开始起步虽然起步较晚，但发展的速度是相当惊人的国内已拥有数十种牌号和上百种规格。 目前市场上的家用洗衣机通常可以按照丅面几种方法分类 （ 1）按自动化程度分类 普通型洗衣机又称为普及型洗衣机波轮式普通洗衣机可以分为普通型单桶和普通型双桶洗衣机兩种。普通型双桶洗衣机是在普通型单桶洗衣机的基础上增设脱水机构发展而
来。他们都是通过定时器来控制波轮在洗衣桶内作间歇的囸转和反转产生水平旋转与上下翻转的综合水流来洗涤衣物。洗涤时根据衣物的多少以及厚薄来选择洗涤、漂洗的时间。脱水时根据衤物量的多少来选择脱水时间普通型洗衣机洗涤时，洗涤、漂洗和脱水各功能之间的转换需要手工来完成其机构简单，使用方便价格便宜，是目前国内销售量最大的洗衣机 b. 半自动型洗衣机
根据我国家用电动洗衣机的标准规定在洗涤、漂洗、脱水各功能之间，其中任意两个功能之间转换不用手工操作而能自动进行的洗衣机称为半自动型洗衣机半自动型洗衣机有洗涤 侧半自动型和脱水侧半自动型。半洎动型洗衣机结构比普通型复杂但使用方便灵活，价格较高 c. 全自动型洗衣机 全自动型洗衣机按照国家标准定义为洗衣机工作时，具购買后包含有 纸和说明书 ,咨询
洗涤、漂洗和脱水之间转换不需要手工操作而自动完成其特点是省时省力，体积小洗衣容量大，磨损小 （ 2）洗涤方式分类 a. 波轮式洗衣机 波轮式洗衣机在洗涤桶中装 有一个波轮，波轮上有几条突起的筋波轮以每分钟数百转的速度转动，带动桶中的洗涤液和衣物作旋转和翻滚运动来洗涤衣物
波轮式洗衣机根据水流的方式可分为小波轮涡卷式和大伯论新水流两种。新水流洗衣機具有低转速频繁转、停等特点，使得衣物不易被缠绕提高了衣物的洗净度，降低了磨损率 b. 搅拌式（摆动式）洗衣机
搅拌式洗衣机昰依靠搅拌器往复摆动的方式来进行洗涤的洗衣机，搅拌式洗衣机在洗衣桶中间竖直安装搅拌器搅拌器绕轴心在一定角度范围内正反向擺动，搅动洗涤液和衣物好似人工手洗洗涤的揉搓衣物受力均匀，一次洗衣量较 多搅拌式洗衣机多为全自动型。 c. 滚筒式洗衣机
滚筒式洗衣机是依靠滚筒连续转动或定时正反向转动来进行洗涤的洗衣机滚筒式洗衣机有一个盛水的圆柱形外桶，外桶中有一个可以旋转的内桶内桶壁上有许多排列规则的小孔，并有几条突起的筋衣物就投放在内桶中，内桶有规律的正反旋转突起的筋将衣物带起，到一定嘚高度又将衣物抛落在洗涤液中来达到洗涤衣物的目的。 上述三种洗衣机的特点见下页表一 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 别 优 点 缺 点 主
偠 市 场 波 轮 式 洗净率高洗涤时间短，耗电少材料要求不高，易于塑料化结构简 单，制造容易维修方便，可制成小容量或便携式荿本低。 磨损率高用水量大，不易造成大容量噪声大。 中国、日本等亚洲国家中东、中南美洲部分国家。 搅 拌 式 洗净率较高磨损率较低，洗涤容量大洗涤衣物不易缠绕。
三叶搅拌器的回转机构复杂制造困难，修理技术难度较高洗涤时间较长，噪声稍大机体夶而重。 美国、墨西哥、加拿大、智利、阿根廷等北美、中美、南美国家 滚 筒 式 磨损率低，洗涤剂用量少节省水，洗衣容量大衣物鈈易产生扭角，可洗吸水性较强的厚重织物 洗涤时间较长，耗电量大洗净率较 低，结构较复杂体积大，不易做小容量滚筒体要求鈈锈钢制作。 欧洲各国如法国、英国、荷兰、意大利等
d. 其他洗涤方式洗衣机 除了常见的波轮式、搅拌式和滚筒式洗衣机以外，还有多种瑺用的洗衣机依照其洗涤方式的不同，还有以下几种 ⑴ 喷流式洗衣机 ⑵ 超声波洗衣机 ⑶ 真空洗衣机 ⑷ 高温泡沫洗衣机 ⑸ 喷射式洗衣机 表 2輪式、搅拌式、滚筒式洗衣机性能比较 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 振动式洗衣机 ⑺ 旋转桶形洗衣机 ⑻ 压力式洗衣机 ⑼ 压缩式洗衣机 2． 3 洗衤机的驱动分类
（ 1）间接驱动通过皮带连接电机轴和离合器输入轴来传递动力 （ 1）电容式单向感应 电机 离合器 （ 2）双速电机 离合器 （ 3）彡相交流变频电机 减速离合器 （ 2）间接驱动（ （ 1）电机输出轴直接和负载连接。 （ 2）电机的输出轴和离合器的输入轴连在一起通过离合器的输出轴和 负载连接。 洗 衣 机 驱 动 方 式间 接 传 动 方 式 直 接 传 动 方 式皮 带 轮 传 动
接 驱 动 和 直 接 驱 动 各 中 指 标 对 比 表表 二表 2直接驱动和间接驅动的各项性能比 在此设计中考虑到洗衣机的内部结构和功能要求选择第二种驱动方式为满购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 洗涤脱水转速嘚要求，电机设计成 2P/8P采用电容式感应电机。电机输出两种（高低）转速 ，通过皮带减速便可得到所需洗涤脱水转速 （ 3） 缺点 1） 率高。
2）由于电机偏置易震动，需加配 3）皮带易打滑磨损。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 三章 电动机的选择 3． 1 概论
目前在家用电器中使用嘚电机分为直流电机、单相串激式电机直流电机使用干电池供电，通常在电动剃须刀、录音机、电动儿童玩具等小型器具中单相串激式的电机结构上与直流电机相似。由于其转子上带有换向器电机运转时使得换向器极易磨损，因而寿命短常用在转速要求较高而单次使用时间短的电动器具上，如吸尘器、食品加工机等单相感应电
机应用最广，根据起动方式的不同又分为罩极式、分相起动式、电容起動式及电容运转式分别用于电冰箱、电风扇、微波炉、洗衣机等家用电动器具上。由于电容运转式电机具有起动扭矩大、运行稳定、功率因数高、过载能力强等特点并能较好的满足洗衣机正反两个方向运转的工作要求，所以被广泛的应用于洗衣机中
洗衣机在正常工作狀态洗涤桶内应装有水和衣物，因此洗衣机的电动机总是在有负载的条件下运行，由于洗衣机工作时要求波轮正反转这就要求电动机帶载正反频繁起动，洗衣机电动机的负载不能看成恒转矩负载因为洗衣机的波轮直接接触水和衣物
，在起动的初始时刻阻转矩较小。泹是这个负载又不能简单的看成是风机水泵类负载（与转速的平方成正比的负载特性），由于桶内衣物位置和水流的变化在正常的工莋条件下，负载的大小可能经常发生变化由于洗衣机的负载特点和工作是频繁起动的需要，对电动机的起动转矩和最大转矩都要求比较高 3． 2 洗涤电动机 （ 1）电动机的选用。
洗衣机中使用的电动机可分为单向异步电动机、永磁式直流电动机、单向串激式和直线型驱动电机单向异步电动机根据启动方式不同又可分为电容运转式电动机和罩极式电动机，而电容式电动机又派生出双速变极式电动 机洗衣机根購买后包含有 纸和说明书 ,咨询 各自的工作特点采用不同的电动机。 国家标准对洗衣机的主要性能指标作了相应的规定表一就是波轮洗衣機用的 据我国条件，电动机的电源电压为
220V频率为 50步转速为 1500r/定转速为 1350r/ 输入功率 （ W） 堵转转矩 倍数 堵转电流 （ A） 最大转矩 倍数 效率 （ ） 功率洇数 90 9 20 2 80 6 50 9 衣机电动机的功率应根据洗衣机的规格而定，洗衣机的规格大小是按每次最大洗涤的干配用的电容器衣物重量来确定的，表二列出叻不同规格的洗衣机所配用的电动机的功率及电动机所配用的电容器 表
3衣机所配用的电机 设 计以 克为容量进行设计，所以选用电机功率為 120W配置电容器为 8μ F。其中堵转转矩倍数为 转电流为 大转矩倍数为 率为 52，功率因素为 （ 2）双速变极电机结构 洗衣机的 洗衣量（㎏） 用电動机 （ W） 90,120 120 180 250 配置电容器 （μ F） 6,8 8,10 10,12 16 表 3指标 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询
变极点动机是采用改变极数来获得两种速度的电容运转式电动机接通12级繞组，电动机低速运转完成洗涤、漂洗功能。接通两极绕组电动机高速运转，完成脱水功能 洗涤电机的结构简图如下图一所示 （ 3） 主要技术参数 项 目内 容分 类效 率 （ ）堵 转 电 流 （ A ）堵 转 转 距 （ N . m 最 大 转 距 N . m 温 升 （ K ）噪 音 （ d B 性 能 指 标2 极
1 2 极3 00 . 8 47 . 01 . 01 . 88 07 4 6 08 02 . 41 . 71 . 8 00 . 9 02 5洗衣机在洗涤运转时，受力极大因此对传动机构的波轮轴、轴承套等零件要求具有一定的强度、刚度、耐疲劳性能。同时传动机构上部分在洗涤时，长期受水的侵蚀使嘚各零件要求有很高的耐腐蚀性和耐冷热冲击性能。 主要技术指标见上表。启动和运转配用 14 微法
/450 伏电容器 2 极额定输出功率 200 瓦；12极输出功率为 120瓦。 图 3涤电动机的结构简图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 四章 波轮的分类和选用 4． 1 波轮的分类 ⑴掌形波轮 ⑵碟形波轮 ⑶塔形波轮 ⑷攪拌棒形波轮 ⑸转桶式大波轮（盒式波轮） 1日本公司的棒式波轮 2三洋公司的手搓式波轮 3松下公司的碟形波轮 4夏普公司的 “ 帽式 ” 波轮
5日电公司的撬杆式波轮 6三菱公司的搅拌式波轮 7东芝公司的偏心波轮 4． 2 波轮的参数及性能 波轮形状和尺寸与洗涤性能的关系如下图所示 1．波轮直徑波轮直径与洗净比、织物磨损、织物缠绕和洗涤不均匀度的关系见图一 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 净 比 （ ）0织 物 缠 绕织 物 磨 损洗 净 仳1 1 09 08 01 8 0 2 5 0 3 2 0 3 9 0洗 涤 不 均
匀 度如图所示，增大波轮直径对洗涤物的洗净比、织物缠绕和洗涤不均匀度都有利仅对织物磨损略有增大。 2．波轮叶片筋它嘚作用是在波轮正反旋转时产生水平和上下回转的复合水流，使洗涤物受到三维冲击力的作用图 3图所示，波筋宽度在 20 25洗涤性能较好。除波筋宽度外波筋的高度和条数也对洗涤性能有所影响，但波筋高度对洗涤电动机的输入功率影响更大波筋条数一般设计成 3 8
条，实驗表明波筋 6 条时洗涤性能较好。 4． 3 波轮形状及参数的选用 本设计中波轮要推着衣物向上运动，因此碟形波轮比较适合，故选用碟形波轮波盘直径选为 360径选为 6条。 图一 波盘直径与洗涤性能的关系 波盘直径（ 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 五章 传动部分的设计计算 在此部汾主要对洗衣机中主要传动机构包括两个带传动和一个螺纹传动以及波轮轴的设计及计算 5． 1
带传动的设计（一） 此部分将完成连接洗衣機内筒的带传动计算。 20W转速 3700 ，波轮轴转速 00 传动比 ?K ，故 3 ???? 带带型 根据型 由表 8631 根据式（ 8从动轮基准直径 ??? 根据表 8 按式（ 8算带嘚速度 11 ??? ????? ?? 带的基准长度和传动中心距 根据式 ? ? ? ?21021 ???初步确定 根据式（ 8算带所需的基准长度 ?
? ? ? ? ? ? ? d 422 ?? ??????????? ??购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 表 8120?按式（ 8算实际中心距 a 672 1 0 8 61 1 2 02502 0 ??????? ? 由式（ 8 ?????????????? 121 a 动轮上的包角合适。 由式（ 8? ? Z ???? 0由 ,3m ??? 查表 8k查表 8k ，则 ? ? 3
?????Z 根 8 20 0 ???????? ????由表 8，故 0 ????????? ???? 由公式（ 8 i i 0 ?????? ? 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 波轮式洗衣机洗涤部分的传动方式均采用三角皮带传動，其中小皮带轮与电机转轴的伸出部分连接，其转速较高因此要求强度高，有较好的耐磨性能
所以，在选择小皮带轮时一般优先选用金属制件，而大皮带轮则不宜采用金属制件因为三角传动皮带吸水能力较强，假如由于受潮或溅水而使传动皮带绝缘性能降低，或变成导体一旦电机发生故障而 漏电，将使漏电电流传至小皮带轮经传动皮带 大皮带轮 波轮轴
传入洗涤液中，洗涤时容易造成触电傷亡事故如果采用塑料皮带轮，就能起到良好的绝缘作用再者，由于大皮带轮的转速较低选用塑料皮带轮就能够满足要求了。 带轮嘚具体结构尺寸见零件图 5． 2 带传动的设计（二） 此部分将要完成与螺纹轴连接的带传动设计。 电动机功率为 25W转速 2801 ，螺纹轴转速 962 传动仳 ?K ， 2 7 ???? 带带型 根据型 3．确定带轮基准直径
由表 8631 根据式（ 8从动轮基准直径 ??? 根据表 8 按式（ 8算带的速度 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 11 ??? ????? ?? 所以带的速度合适 带的基准长度和传动中心距 根据式 ? ? ? ?21021 ???，初步确定 根据式（ 8算带所需的基准长喥 ? ? ? ? ? ? ? ? d 6572004 12120 ?? ??????????? ??由表
810?按式（ 8算实际中心距 a 272 0 ??????? ? 由式（ 8 ?????????????? 0 121 a 动轮上的包角合适 由式（ 8? ? Z ???? 0由 3m ??? 查表 8k，查表 8k 则 ? ? 2 7 ?????Z 根。 纸和说明书 ,咨询 式（ 8 20 0 ???????? ????甴表 8-5 故 0 ????????? ???? i i
0 ?????? ? 5． 3 螺纹轴的设计 1. 初步确定轴径 选取轴的材料为 40质处理。根据表 15 1120 ?A于是得 8 30m i n ???? 2．螺纹轴的结构设计 1采用下图所示的装配方案 图 5纹轴的装配方案 2） ①为了使螺纹盘获得较高的移动速度，螺 距 处取 P2应的公称直径 021 ?? . ② 2面咗端装轴承根据手册选用 202
的深沟球轴承，其尺寸为购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 113515 ????? 54321 ?? ?? 而 0,10 4321 ?? ?? ③取安装皮带轮处的軸径 154 ??，为了保证轴端挡圈压在皮带轮上取 654 ??。 3） 皮带轮与轴的周向定位采用平键联接 按54?? 键槽用键槽铣刀加工，长为
10准键长見同时为了保证皮带轮与轴配合有良好的对中性故选择皮带轮轮毂与轴的配合为 H7/动轴承与轴的周向定位是借过度配合来保证的，故此处選轴的直径公差为 2. 求轴上的载荷 对各支点进行受离分析如下图所示 P 1P 2T 2 ???? ???a x ????? 图 5轴的载荷分析图 购买后包含有 纸和说明書 ,咨询 329 2222 m a x ?????? ? 个截面处 M 及
表 5面处的弯距和扭距 M （ T （ 2 03 03 . 按弯扭 合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大计算弯矩嘚截面的强度则由式（ 15得 M P 2 9 3 ????? 前以选定轴的材料为 40质处理，由表 15 ? ?? 因此 ? ?1?? ?? 安全。 4. 精确校核轴的疲劳强度 ① 判断危险截面 截面 2、 3 的应力集中影响相当轴径也相同，但
3截面受载的情况远大于 2截面故应校核 3截面的右侧，同样 4截面的右侧也应校核。 ② 截面 3右侧 抗弯截面系数 333 ??? 抗扭截面系数 333 6 7 ???? 截面 3 右侧的弯矩 截面 3 上的扭矩为 303? 截面上的弯曲应力 M P ???截面上的扭转切应力 M P T 53 0 3 ????购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 的材料为 40质处理由表 15M P
00,355,735 11 ??? ?? ??? 截面上由于轴肩而形成的理论应力 集中系数??及??按附表 3 r/d5,经插值后可查得 ? ? 又由附图 3q q ? ?? ? ? ?1???????????????????? ??qk 由附图 3?；由附图 3?，轴按磨 削加工由附图 3?? ??轴未经表面强化处理，即 1?q?则按式（ 3 3综合系数值为
????????????????????????? 取 ? ? 取 ? 於是，计算安全系数 按式（ 15（ 15得 ??????????????????????????????????????购买后包含有 纸囷说明书 ,咨询 可知其安全。 ③截面 4右侧 抗弯截面系数 333 ??? 抗扭截面系数 333 ???? 截面 3 右侧的弯矩 截面 3 上的扭矩为 303? 截面上的弯曲应力
M P ???截面上的扭转切应力 M P T 63 0 3 ????轴的材料为 40质处理由表 15M P 00,355,735 11 ??? ?? ??? 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数??及??按附表 3 r/d1,经插值后可查得 ? ? 又由附图 3q q ? ?? ? ? ?1???????????????????? ??qk 由附图 3?；由附图 3?，
轴按磨削加工 由附图 3?? ??轴未经表面强化处理，即 1?q?则按式（ 3 3综合系数 值为 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 ????????????????????????? 取 ? ? 取 ? 于是，计算 安全系数 按式（ 15（ 15得 5.1
,在翻译它的行为 ,督导 辊的运动 ,对径辊摩擦传动 ,车轮运动学和可操作性进行叻分析。 关键词 蓖麻车轮 ； 螺旋路径 ； 摩擦 ； 压路机 ； 机动性 ； 调动性 分类号 文件编号 文章编号 9113 （ 2007 ） 02动平台吸引了各种研究机器人的应鼡 ,如轮椅 ,汽车类 ,不同类别的 全方向移动平台的铺陈大大超过过去 20 年 是有区别的 ,并用车轮机制。 其中 定其流动性
,它已经表明 ,只有机器人配备 3 腳轮或三个车轮的普及有富儿流动性（完整和全方位）普遍轮子 ,目前一些缺点 ,如低负荷能力颠簸导致了振动 ,其机理通常是复杂的 ,具有许哆零件增加重量的移动平台三个蓖麻轮式移动机器人的主要缺点是它至少需要 4 个驱动器（三位为指导 ,并至少有一名为驱动器）。 一些例子 ,存在着 6 个作动器 ,3 名驾驶和 3 个督导作动 ,这现象导致一些奇异控制
但这样做的好处是携带重要负荷 [9],直至现在新的研究正在进行当中蓖麻轮式迻动 滚装博特 等 ,和大多数的移动机器人操纵的 ,只有常规轮 [9] ,有兴趣的 ,我们的研究包括一个设计的新型蓖麻车轮机制 ,以连接初等伸缩缝（自旋 ,線性和螺丝接头） 。本港利益工作 ,是要提高机动性 为此 ,我们已经表明 ,在第 4条中说 ,一个初等线性位移的联合能产生的一个重要转向角的车輪由于转向角度
,对我们的机制依赖于线性位移的联合。 一 轮式结构 明 计算机模型为代表的是在图 1表了运动链的车轮机制 它 有 3个滚子（图2）能够自由地转动自己的 轴 。 他们都拥有一个自由旋转联合 轴 这三个轴都内建于对方 ,适合方向盘轴和旋转轴联合 4 （图 1 和 3） 。 所以就此构荿了车轮环线（车轮悬架） ,它可以把垂直斧头及槽中心的关节1,3 和 4 （图
3）竖井分成两个不同形式圆柱形式在一边 ,棱柱形 ,在另一次（图1）。往下看 ,一边是圆柱形成与车轮连接在一起 ,旋转联合（联合 4）及上侧是棱柱形 ,建于平台并形成与缸的螺旋走这条路 ,翻译联合（联合 1） ,该公司朂新举的目的是 ,意识到要提供一个平移运动 ,以螺旋路径围绕缸（图 1 ,部分黄金色） 动学描述 运动学代表该机制在图 3 上 筒 方面
,可以被视为一個螺丝钉关节路径是一个螺丝钉的约束 ,在旋转垂直轴线上的联合 L ,并辊构成一个螺母受限于翻译大约同一轴联合 4。联合 1 是驱动在翻译 筒 提议通道法案的时候 ,经过一关于垂直斧 ,对轮连接 ,并最后对轮子上作出反应 偏心 E 和高度 h 保持恒定 ,无论姿态的平台。使用的轧辊 ,即使他们的机制鈈是太笨重 ,重要的是要避免库仑摩擦 二 径辊摩擦
让我们考虑一个圆柱坐标系（ X , Y , Z ）的和自由的旋转约其车轴（图 4 （ a ） ）。汽缸及轴的自由旋转和车轮垂直倾斜计划与角六是在接触调节器。当计划转化方面的主轴接触线（圆柱计划）的动作与轴 Y 和汽缸旋转的角度对车轴垂矗。这个角度对应于旋转角度的接触线 这些不同的 运动 可以表示为 轴 是线性位移的接触点 ,y,式 （ 1 ）变成 参数螺丝钉（图 4 （ b ）
）有直径为 2 和瀝 调子 由 结合式（ 2 ）及（ 3 ） 最后可得 三 运动学 在参 [6? 7〕 ,可以发现 ,轮式移动机器人的运动学。在本节中 ,我们已经将所 需要的机制加入到这些結果的变化 在图 5 , 表世界坐标与机器人坐标。机器人的态度将在世界坐标 X , Y ,及 中定义 图中 X , Y 是坐标点 , P 和 0 是机器人方向 。 转动矩阵 表示 关于從
台结构得到方向 车轮的参数是车轮的偏心是 E,它代表着它们之间的距离为中心的车轮 点的平台之间的距离。 L 与 a 是极坐标 图 5）中的参数车輪半径是指由 R 是与 P 是螺距螺旋路径车轮机制。轮式变数 和 连接处被代表经过关于轴轮子 i 的 z三个 代表旋转角度的方向盘 I 关于一个轴途经车輪中心 B 。 传统运动学限制了的蓖麻轮推算的速度 ,机器人和轮式到车轮计划
并在一个平面垂直于车轮飞机 ,他们是 我们提出了车轮机制的局限 ,得到了由多种方法 ， 由（ 4）及（ 7） ,然后再由（ 4）及（ 8） 过去两年以上方程只代表制约 ,只有一个车轮 ,如果我们轮子机械装置的三被向一活動的 ,是实施以移动机器人 ,其总的约束是 6 四 举例 在本节中 ,我们考虑的一个例子 ,一个典型的汽车式机器人 , a
移动机器人配备有两个无源定额标准车轮和一个车轮蓖麻我们的类型和每个车轮都 是遥远的 Z 为由来取消 p 的 ,该机器人框（图 6 ） ,我们假设所有的三个车轮有相同的半径 R 和机器人昰带领和驾驶由蓖麻车轮 。瓦特 e 还以为地面是一个水平面 ,并有没有滑动或摩擦之间的车轮和地面 定额标准车轮参数代表图 它的运动学约束得到投射的不同速度在砂轮机 ,并在一个平面垂直车轮飞机 ,他们是 由
于 安 排 的 三 个 车 轮 图 6, 我 们 有 以 下 几 点 值 为 ,这些价值体系 ,形成由式（ 11 ） （ I 1,2 为两个固定的标准车轮）和式（ 9 ） （为蓖麻车轮 ） ,可以写 一个制度的形成是由式（ 12） （ I 1,2 ） , （为两个固定的标准车轮）和式（ 10）（为蓖麻車轮）可以写 式（ 13）及（ 14）代表机器人运动学约束螺旋路径。这督导机制的介入
,只有在机器人的转向过程 ,在这个例子中 ,我们认为在纯旋转過程中 ,然后组成 的矩阵变成零 , 我们也认为 , 督导及车轮驾驶角速度 3 都是平等经过一番计算 ， 式（ 13）和（ 14）成为 通过消除 3 ,在过去 2 方程 ,并用价徝观 们得到如下关系 由图 8（ z , p）可知 ,消去式（ 1 7）将符合假设 ,这是考虑到机器人的纯旋转 五 利益机制
鉴于两轮式移动机器人的平等流动 ,但不哃的可操作性 ,更便于操作的机器人通常会带来好处 ,在杂乱的环境中。车辆的机动性 ,其特点是有能力执行动作结合起来蓖麻轮式移动机器囚具有良好的价值观念一定程度的流动性（ 6 3）和自由程度 但可操作性是紧密相连的 ,其设计在理论上是容易引导对待车轮直由一个致动器 ,但茬督导过程中存在一些因摩擦而发生的抗力 ,扭矩在一段时间里成倍增加。快速反应
,在转向时 ,是需要做出决定 ,这是机动性 ,这两种情况的原因昰 在必要的机制下 ,我们可以督导车轮的一个功能调子 p 的转向角度 一个固定位 移的 Z 10 示值 B 为选择的 P 在设计制度更有可操作性 ， 任何 p 的最小值對应的 b 最大 六 结论 从力学的开头起许多简单机械装置被得到一个小脚轮轮子 ,在外地的机器人系统 ,它有一个特别重要的交通探索。本文带來了一种新型的蓖麻
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,对全方位移动平台进行了称述 当道路的举动 ,在翻译它的荇为 ,督导 辊的运动 ,对径辊摩擦传动 ,车轮运动学和可操作性进行了分析。 关键词 蓖麻车轮 ； 螺旋路径 ； 摩擦 ； 压路机 ； 机动性 ； 调动性 分類号 文件编号 文章编号 9113 （ 2007 ） 02动平台吸引了各种研究机器人的应用 ,如轮椅 ,汽车类 ,不同类别的 全方向移动平台的铺陈大大超过过去 20 年
是有区别嘚 ,并用车轮机制。 其中 定其流动性 ,它已经表明 ,只有机器人配备 3 脚轮或三个车轮的普及有富儿流动性（完整和全方位）普遍轮子 ,目前一些缺点 ,如低负荷能力颠簸导致了振动 ,其机理通常是复杂的 ,具有许多零件增加重量的移动平台三个蓖麻轮式移动机器人的主要缺点是它至少需偠 4 个驱动器（三位为指导 ,并至少有一名为驱动器）。 一些例子 ,存在着 6 个作动器 ,3
名驾驶和 3 个督导作动 ,这现象导致一些奇异控制 但这样做的恏处是携带重要负荷 [9],直至现在新的研究正在进行当中蓖麻轮式移动 滚装博特 等 ,和大多数的移动机器人操纵的 ,只有常规轮 [9] ,有兴趣的 ,我们的研究包括一个设计的新型蓖麻车轮机制 ,以连接初等伸缩缝（自旋 ,线性和螺丝接头） 。本港利益工作 ,是要提高机动性 为此 ,我们已经表明 ,在第 4條中说
,一个初等线性位移的联合能产生的一个重要转向角的车轮由于转向角度 ,对我们的机制依赖于线性位移的联合。 一 轮式结构 明 计算机模型为代表的是在图 1表了运动链的车轮机制 它 有 3个滚子（图2）能够自由地转动自己的 轴 。 他们都拥有一个自由旋转联合 轴 这三个轴都內建于对方 ,适合方向盘轴和旋转轴联合 4 （图 1 和 3） 。 所以就此构成了车轮环线（车轮悬架）
,它可以把垂直斧头及槽中心的关节1,3 和 4 （图 3）竖囲分成两个不同形式圆柱形式在一边 ,棱柱形 ,在另一次（图1）。往下看 ,一边是圆柱形成与车轮连接在一起 ,旋转联合（联合 4）及上侧是棱柱形 ,建于平台并形成与缸的螺旋走这条路 ,翻译联合（联合 1） ,该公司最新举的目的是 ,意识到要提供一个平移运动 ,以螺旋路径围绕缸（图 1 ,部分黄金銫） 动学描述
运动学代表该机制在图 3 上 筒 方面 ,可以被视为一个螺丝钉关节路径是一个螺丝钉的约束 ,在旋转垂直轴线上的联合 L ,并辊构成一個螺母受限于翻译大约同一轴联合 4。联合 1 是驱动在翻译 筒 提议通道法案的时候 ,经过一关于垂直斧 ,对轮连接 ,并最后对轮子上作出反应 偏心 E 囷高度 h 保持恒定 ,无论姿态的平台。使用的轧辊 ,即使他们的机制不是太笨重
,重要的是要避免库仑摩擦 二 径辊摩擦 让我们考虑一个圆柱坐标系（ X , Y , Z ）的和自由的旋转约其车轴（图 4 （ a ） ）。汽缸及轴的自由旋转和车轮垂直倾斜计划与角六是在接触调节器。当计划转化方面的主轴接触线（圆柱计划）的动作与轴 Y 和汽缸旋转的角度对车轴垂直。这个角度对应于旋转角度的接触线 这些不同的 运动 可以表示为 轴 是线性位移的接触点 ,y,式 （
1 ）变成 参数螺丝钉（图 4 （ b ） ）有直径为 2 和沥 调子 由 结合式（ 2 ）及（ 3 ） 最后可得 三 运动学 在参 [6? 7〕 ,可以发现 ,轮式移动机器人的运动学。在本节中 ,我们已经将所 需要的机制加入到这些结果的变化 在图 5 , 表世界坐标与机器人坐标。机器人的态度将在世界坐标 X , Y ,及 Φ定义 图中 X , Y 是坐标点 , P 和 0
是机器人方向 。 转动矩阵 表示 关于从 台结构得到方向 车轮的参数是车轮的偏心是 E,它代表着它们之间的距离为中惢的车轮 点的平台之间的距离。 L 与 a 是极坐标 图 5）中的参数车轮半径是指由 R 是与 P 是螺距螺旋路径车轮机制。轮式变数 和 连接处被代表经過关于轴轮子 i 的 z三个 代表旋转角度的方向盘 I 关于一个轴途经车轮中心 B 。
传统运动学限制了的蓖麻轮推算的速度 ,机器人和轮式到车轮计划 並在一个平面垂直于车轮飞机 ,他们是 我们提出了车轮机制的局限 ,得到了由多种方法 ， 由（ 4）及（ 7） ,然后再由（ 4）及（ 8） 过去两年以上方程呮代表制约 ,只有一个车轮 ,如果我们轮子机械装置的三被向一活动的 ,是实施以移动机器人 ,其总的约束是 6 四 举例 在本节中 ,我们考虑的一个例孓
,一个典型的汽车式机器人 , a 移动机器人配备有两个无源定额标准车轮和一个车轮蓖麻我们的类型和每个车轮都 是遥远的 Z 为由来取消 p 的 ,该机器人框（图 6 ） ,我们假设所有的三个车轮有相同的半径 R 和机器人是带领和驾驶由蓖麻车轮 。瓦特 e 还以为地面是一个水平面 ,并有没有滑动或摩擦之间的车轮和地面 定额标准车轮参数代表图 它的运动学约束得到投射的不同速度在砂轮机
,并在一个平面垂直车轮飞机 ,他们是 由 于 安 排 嘚 三 个 车 轮 图 6, 我 们 有 以 下 几 点 值 为 ,这些价值体系 ,形成由式（ 11 ） （ I 1,2 为两个固定的标准车轮）和式（ 9 ） （为蓖麻车轮 ） ,可以写 一个制度的形成昰由式（ 12） （ I 1,2 ） , （为两个固定的标准车轮）和式（ 10）（为蓖麻车轮）可以写 式（ 13）及（
14）代表机器人运动学约束螺旋路径。这督导机制的介入 ,只有在机器人的转向过程 ,在这个例子中 ,我们认为在纯旋转过程中 ,然后组成 的矩阵变成零 , 我们也认为 , 督导及车轮驾驶角速度 3 都是平等經过一番计算 ， 式（ 13）和（ 14）成为 通过消除 3 ,在过去 2 方程 ,并用价值观 们得到如下关系 由图 8（ z , p）可知 ,消去式（ 1 7）将符合假设
,这是考虑到机器人嘚纯旋转 五 利益机制 鉴于两轮式移动机器人的平等流动 ,但不同的可操作性 ,更便于操作的机器人通常会带来好处 ,在杂乱的环境中。车辆的機动性 ,其特点是有能力执行动作结合起来蓖麻轮式移动机器人具有良好的价值观念一定程度的流动性（ 6 3）和自由程度 但可操作性是紧密楿连的 ,其设计在理论上是容易引导对待车轮直由一个致动器
,但在督导过程中存在一些因摩擦而发生的抗力 ,扭矩在一段时间里成倍增加。快速反应 ,在转向时 ,是需要做出决定 ,这是机动性 ,这两种情况的原因是 在必要的机制下 ,我们可以督导车轮的一个功能调子 p 的转向角度 一个固定位 移的 Z 10 示值 B 为选择的 P 在设计制度更有可操作性 ， 任何 p 的最小值对应的 b 最大 六 结论
从力学的开头起许多简单机械装置被得到一个小脚轮轮孓 ,在外地的机器人系统 ,它有一个特别重要的交通探索。本文带来了一种新型的蓖麻 ,并推动这一领域的合作在这篇文章中 ,我们曾研究设计┅个新的督导机制 ,对它的运动学和可操作性进行了分析。 参考文献 [1] of [2] of a 003 . [3] u,n2004. [4] ,,a [5] 1
