4.3  ANSYS有限元分析流程 14

4.4  机械腿的强度校核 18

4.5  机械腿的模态分析 20

4.5.1  无预应力的模态分析 20

4.5.2  有预应力的模态分析 24

4.5.3  结果比较 27

4.6  本章小结 28

结  论 29

致  谢 30

参 考 文 献 31

1  引言

1.1  研究的背景与意义

随着我国经济的飞速发展，我国的汽车数量在不断增加，但飞速发展的同时也导致了严重的污染问题。我国制定了日益严格的环境保护法规，检测汽车排放性能[1]。汽车排放性能的测定，通常是由熟练的实验人员在底盘测功机上按规定的精度，驾驶被试车辆跟踪设定的车速一时间曲线（循环行驶工况）。 后来人们开发了驾驶机器人来代替人类实验员进行汽车试验。利用驾驶机器人代替人类实验员主要有两个好处，一是会提高排放试验的测试精度，二是可以有效的降低试验环境对试验员的伤害[2]。

图1.1  2种汽车驾驶机器人

1.2  驾驶机器人的国外研究状况

 1.3  驾驶机器人的国内研究状况

1.4  汽车驾驶机器人机械腿的研究现状

1.5  本章小结

    本章主要介绍了汽车驾驶机器人相关研究现状。首先介绍了驾驶机器人研究背景和意义，

指出在大众对汽车的需求日益高涨的现在，越来越需要驾驶机器人来代替人类驾驶员来进行汽车试验。然后分别介绍了国内外汽车驾驶驾驶机器人的研究现状和发展方向。最后介绍了机器人机械腿的研究现状，简单介绍了一些发表在论文期刊上的机械腿的研究成果。

2  驾驶机器人机械腿总体方案设计

2.1  引言

    汽车驾驶机器人的执行机构一般分为两部分：控制踏板的机械腿以及换挡用机械手，其中机械腿又可以分为三部个互独立的执行机构，有油门机械腿、制动机械腿和离合器机械腿。油门机械腿、离合机械腿以及制动机械腿等分别作用于油门、离合器、刹车。因为油门踏板、离合踏板以及刹车踏板三者本身的结构具有相似性，三者的运动位移也基本类似，因此设计出的三条机械腿的结构也大致相同。对于机械腿来说执行机构设计相对来说比较简单，因为它只需要做直线运动。油门机械腿、制动机械腿以及离合机械腿分别固定在底座的前方位置，与油门、刹车、离合器的踏板也分别固定。作为一种代替人类驾驶员进行车辆的试验的复杂机械装置，设计时应先分析汽车驾驶机器人的各项功能及技术指标，并参考前人设计的驾驶机器人的优缺点，然后提出自己的设计方案。文献综述

2.2  驾驶机器人机械腿的各项功能以及其技术指标

油门机械腿要能传动灵活，能准确控制操作汽车按设定要求来完成各种加速动作。机械腿长度位置要能够调节，保证安装时要能适合不同类型的车辆；机械腿输出端的运动速度要够的快，反应也要灵敏，要保证能够控制踏板完成急加速或者减速等动作；输出端的速度有时也要尽量缓慢，使汽车能够做出普通加速、长距离加速等动作。