机器人在人类的活动中担当起越来越多的工作和越来越重要的角色。经过近一个世纪的发展,目前机器人已经具备了一定的智能化,作业领域从传统的工业延伸到了所有的行业。现代机器人能精确重复地执行各种各样的任务,并且作业时对安全措施和工作条件的要求非常低,具备一定的学习能力,应对变化多端的任务。 由于近年来国际环境的局部动荡不安和恐怖主义的出现,排爆机器人得到了迅速的发展。排爆机器人属于地面移动机器人的范畴,是特种机器人的一种,主要由小型移动平台和多功能的灵活机械手臂组成,也可以根据作业特点配备其它设备。排爆机器人虽然发展历程短,但目前的产品都已具备一定的智能化和较强的作业能力,并且已经大量应用于军事领域。 通过查阅国内外的文献和出售的产品可知,目前国内外研究和使用的排爆机器人均应用于军事用途,结构复杂,成本较高,主要服役于非结构化环境的地形。故本文只要对服役于民用领域的排爆机器人特点进行分析,研究和设计出结构紧凑简单,高精度的灵活机器人样机。 本文根据设计对象的民用特点,首先查阅现代居民住宅和建筑的设计规范,分析其结构特点,研究使用于其上的移动平台应具备的性能；同时根据排爆机器人的典型作业状态对机械手臂进行分析,研究可疑爆炸物的结构,得出作业对机械手臂的要求,制定设计指标。然后根据设计性能指标,参考人类手臂结构,确定手臂的构型,运用D-H方法对机械手臂进行正、逆运动学方程推导,为控制系统提供必须的参数。在得到总体设计要求和手臂构型的前提下,对机械手臂和移动平台进行详细的结构和受力研究,设计和装配出性能良好,满足性能指标的机械手臂和移动车体。 最后利用先进的虚拟样机技术软件建立机械手臂样机模型,并进行相关仿真和验证,为控制系统提供调试样机。