| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第17-25页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第17-18页 |
| 1.2 煤矿井下机器人综述 | 第18-19页 |
| 1.2.1 井下机器人的应用情况 | 第18页 |
| 1.2.2 井下机器人防爆情况分析 | 第18-19页 |
| 1.3 履带式巡检机器人研究现状 | 第19-20页 |
| 1.3.1 国内研究现状 | 第19-20页 |
| 1.3.2 国外研究现状 | 第20页 |
| 1.4 矿井下采煤所处的环境 | 第20-21页 |
| 1.4.1 自然地理环境 | 第20-21页 |
| 1.4.2 人工作业环境 | 第21页 |
| 1.5 课题研究内容 | 第21-25页 |
| 2 巡检机器人底盘结构总体设计 | 第25-37页 |
| 2.1 巡检机器人的底盘设计类型 | 第25-26页 |
| 2.2 巡检机器人的底盘结构设计 | 第26-29页 |
| 2.2.1 橡胶履带带体结构设计 | 第26页 |
| 2.2.2 橡胶履带运转过程中的受力分析 | 第26-28页 |
| 2.2.3 履带轮与诱导轮的结构设计 | 第28页 |
| 2.2.4 支撑轮与链轮的设计 | 第28-29页 |
| 2.3 巡检机器人的底盘设计参数 | 第29-31页 |
| 2.3.1 驱动系统电机参数 | 第29页 |
| 2.3.2 橡胶履带的结构分类 | 第29-30页 |
| 2.3.3 橡胶履带的性能要求 | 第30页 |
| 2.3.4 铝型材参数设计要求 | 第30-31页 |
| 2.3.5 支撑轮设计要求 | 第31页 |
| 2.4 巡检机器人底盘结构的搭建 | 第31-35页 |
| 2.4.1 型材的搭建 | 第31-32页 |
| 2.4.2 支撑轮的安装 | 第32-33页 |
| 2.4.3 轴承座和铝合金支架的安装 | 第33页 |
| 2.4.4 履带轮和诱导轮的安装 | 第33-34页 |
| 2.4.5 电机的安装 | 第34页 |
| 2.4.6 巡检机器人底盘总体结构 | 第34-35页 |
| 2.5 巡检机器人的技术要求 | 第35-36页 |
| 2.6 本章小结 | 第36-37页 |
| 3 机器人底盘结构动力学仿真分析 | 第37-59页 |
| 3.1 虚拟样机技术的特点 | 第37页 |
| 3.2 多刚体系统动力学及ADAMS动力学仿真分析 | 第37-45页 |
| 3.2.1 ADAMS多刚体系统动力学 | 第37-39页 |
| 3.2.2 刚体空间运动描述 | 第39-40页 |
| 3.2.3 履带车辆动力学建模 | 第40-41页 |
| 3.2.4 模型上添加的约束 | 第41-43页 |
| 3.2.5 模型上施加驱动和力 | 第43-45页 |
| 3.3 路谱建立 | 第45-50页 |
| 3.3.1 路面不平度表示方法 | 第45-46页 |
| 3.3.2 谐波叠加法模拟路面 | 第46-48页 |
| 3.3.3 MATLAB建立路谱函数 | 第48-49页 |
| 3.3.4 模型验证 | 第49-50页 |
| 3.4 动力学仿真分析结果 | 第50-58页 |
| 3.4.1 样条曲线函数 | 第50-51页 |
| 3.4.2 位移曲线 | 第51-53页 |
| 3.4.3 底板运行速度曲线 | 第53页 |
| 3.4.4 接触力曲线 | 第53-54页 |
| 3.4.5 不同运行速度下支撑轴加速度曲线 | 第54-57页 |
| 3.4.6 频域分析FFT变换 | 第57-58页 |
| 3.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 4 基于STM32巡检机器人振动特性实验 | 第59-73页 |
| 4.1 下位机程序设计 | 第59-64页 |
| 4.1.1 传感器选型 | 第59-60页 |
| 4.1.2 恒流电源适配器 | 第60-61页 |
| 4.1.3 ADC模块程序设计 | 第61-63页 |
| 4.1.4 串口RS232程序设计 | 第63-64页 |
| 4.1.5 下位机总程序框图 | 第64页 |
| 4.2 上位机程序设计 | 第64-67页 |
| 4.2.1 无线通信ZigBee配置 | 第64-66页 |
| 4.2.2 LabVIEW中串口VISA程序设计 | 第66-67页 |
| 4.2.3 上位机总程序框图 | 第67页 |
| 4.3 实验结果 | 第67-71页 |
| 4.3.1 STM32单片机采集数据结果 | 第67-69页 |
| 4.3.2 NI采集卡采集数据结果 | 第69-71页 |
| 4.4 本章小结 | 第71-73页 |
| 5 机器人底盘振动对测量影响实验 | 第73-81页 |
| 5.1 激光雷达测距工作方式 | 第73-75页 |
| 5.2 激光雷达测距测距原理 | 第75-76页 |
| 5.3 振动对测量影响实验 | 第76-80页 |
| 5.4 本章小结 | 第80-81页 |
| 6 结论与展望 | 第81-83页 |
| 6.1 结论 | 第81-82页 |
| 6.2 展望 | 第82-83页 |
| 参考文献 | 第83-87页 |
| 致谢 | 第87-89页 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 | 第89页 |