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质量Ma=2.7*29.792=80.4384g 图
13 B杆的视图及尺寸
B杆 体积Vb
整框V1=117*1*(100+45*2+25*2+10*2+15*2+28*2+80)=49842 mm3 截空 V2=1*117*80*2=18720 mm3 挡板 V3=80*10*1=800mm3
则Vb= V1- V2+ V3=49842-18720+800=31922 mm3=31.922 cm3 质量 Mb=2.7*31.922=86.1894g
C杆 质量Mc=Ma=80.4384g
? 电机质量：我们共用到4个直流电机，每个电机质量约为35g ? 齿条质量：我们共用到两对齿轮齿条传动 每个齿条的质量为 m=LWH=(14*118*6) mm3*7.8 g/cm3=77.3136g ? B杆上 我们设计其半径为R=1mm, 长L=60mm,材质为钢 转轴的质量 M’=∏R2L=(∏*12*60) mm3*7.8 g/cm3=1.4703g (2只) ? 运动计算1、距离L 预定一个动作周期的攀爬距离 S=68mm (一个周期内) 2、 时间T 上升过程 1、 杆A的攀爬时间T1=L/V1，V1=2n∏r1/60(mm/s)=n∏1r1/30(mm/s) , 则T1=30SL(n1∏r1)=30*68/(80*∏*6)=1.352817016s,取T1=1.36s ；
2、杆B的攀爬，由于齿轮齿条的运动与A杆上升时完全相反，故其上升时间为时间T2=T1=1.36s； 3、杆C的的个参数与杆A相同，故其攀爬时间与A相等，即T3=1.36s； 由以上各段时间相加就是杆每上升完整的一段距离L所用的时间，即总时间T=T1+T2+T3=1.36+1.36+1.36=4.08S，由此可得爬升的平均速度V=L/T=68/4.3=16.67mm/s。 下降过程 设平均速度为V′,攀爬杆长为P,在杆上时间为T=4min，扣除机器人本身的高度300mm,则实际在杆上攀爬路程为（2P-2*300）mm。 下降过程我们有两个方案备选。 方案一：采用与上升过程相反的状态，则下降的平均速度V′=V=16.67mm/s,可由
2P-2*300=VT=16.67mm/s*4min*60s/min ,则可知攀爬杆长P=2300.4mm；
方案二：采用下滑的方式， （P-300）/15.81+（P-300）/ V′=240 假设V′=16.67n,下滑时间为T′ 则P=240*16.67n/(n+1)+300
当n=2时，P=2967.2mm, T′=240/3=80s 当n=3时，P=3300.6mm, T′=240/4=60s 当n=4时，P=3500.64mm, T′=240/5=48s
当n=5时，P=3634mm, T′=240/6=40s
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虽然采用方案二能大大增加机器人的爬升高度，但考虑到下滑速度较快，
不稳定因素较多，为保险起见，我们决定采用方案一。
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? 有关齿轮齿条
传动的计算 ：齿轮——模数 m=1mm
齿数 z1=20 齿顶高系数 ha*=1
顶隙系数 c*=0.25 分度圆压力角 ???0 °
分度圆直径 d=mz=1*20=20mm
齿顶圆直径 da=m(z+2ha*)=1*(20+2*1)=22mm
齿根圆直径 df=mz-2m(ha*+c*)=1*20-2*1*(1+0.25)=17.5mm 齿条——齿形角 ???0 °
齿厚、齿槽宽 s=e=∏m/2=∏*1/2=1.57mm 齿顶高 ha=(ha*+c*)m=(1+0.25)*1=1.25mm 齿轮齿条的重合度 ? ??1=〔20*（tan?a1-tan?）+2ha*/(sin?0 °*cos?0 °)〕/2 ∏ =〔20*（tanarc(cos20/22)-tan20°）+2*1/(sin?0 °*cos?0 °)〕/2
∏ =1.290530458
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进程 上手臂上升 中手臂上升 下手臂上升 下手臂下降 中手臂下降 上手臂下降 时间段 单位（S） 电动机控制 电磁铁的控制 上手臂 下手臂 上手中手下手臂 臂 臂 0-1.36 开（正） 关 关 开 开 1.36-2.73（1.36） 开（反） 开（反） 开 关 开 2.73—4.08关 开（正） 开 开 关 （1.36） 0-1.36 关 开（反） 开 开 关 1.36-2.73（1.36） 开（正） 开（正） 开 2.73-4.08（1.36） 开（反） 关 关 关 开 开 开
表3 爬管
过程的时间分布 注：手臂的电动机正转是使本身手臂上升的状态，反转则是与其相反的转动。这是按我们的要求设计的。
虽然我们完全可以通过单片机来控制时间，可是我们为了防止在中途出现我们没有遇到的问题，因此我们有加入了一些优先级，通过遥控来控制或者用电线直接控制。 具体的手臂爬升编程如下： P1.0控制上手臂的电机正转 P1.4 控制上手臂的电磁铁 P1.1控制上手臂的电机反转 P1.5 控制中手臂的电磁铁 P1.2控制下手臂的电机正转 P1.6 控制下手臂的电磁铁 P1.3控制下手臂的电机反转 我们选用方式一，T0来定时，晶振是6MHZ，则T=2us 定时1.36S 20个循环周期 则单个定时时间1.36/20=0.068S， 定时初值X=M-定时值/T=65536-68000/2=31536=7B2CH 杆顶暂停时间⊿T=36S 500个循环周期 则单个定时时间36/500=0.072S， 定时初值X=M-定时值/T=65536-72000/2=29536=7360H