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2.5 躯体部分机构设计
2.5.1 基本参数和要求
躯体部分板长260mm,宽72mm;腿部模块的距离是116mm,腿之间不能相互干涉;躯体部分深度为50mm,比电机躯体模块电路板的板边深,其板边为40mm×50mm;主机电路板的板边要小于顶板的宽度,模板的设计尺寸260mm×80mm,保证电路板,腿部模块正确安装。 2.5.2 设计说明
身体部分是一个载体,它把机器人的各个部分连接起来。腿部模块通过螺钉连接到身体上,采用三角形或对角线形状的布置,这样可以防止腿部模块的晃动,腿部模块起着支撑身体的作用,必须解决好这个问题。
从机驱动电路板通过一个弯针连到从机插板上(电路板),插板通过螺钉连接到身体的金属底板上,这就要求设计的电路板一定要比身体内部的空间小。从机插板的板边为210mm×60mm,可以放进身体内,12片从机驱动板并排插在上面。
保证h从板+h插板≤h躯体 h插板+50≤60 h插板≤10
所以设计时要保证安装和插板的总厚度小于10mm。
另外身体外围还要开槽,是为了步进电机输出线连到从机驱动板上;顶板通过螺钉连接到身体上。
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2.6 机构设计总结
(1) 阻碍设计的关键是动力元件的选择。该机器人设计中采用永磁步进电机,但电机外形迟迟没有定下来,而电机对于这种小型机器人的设计又有重要影响。电机校核力学模型需要自己设计;小型步进电机难以买到,只能从网上查找资料,然后订购;微型电机动力较小,需要增加减速箱,提高速度,增大力矩,这些原因一度让设计难以进行,设计之前就一定要明确动力源,建立起力学模型,校核好功率,确定明确的尺寸,这样做可以避免机构设计反复。
(2) 设计过程中要考虑加工问题,以及可装配性问题,尤其是图纸,作为机械工程师的语言,图纸一定要符合国际标准,高质量的图纸是设计实现的基本特征,作图时要注意基准统一,加工工艺性,形位公差的实现等。
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总 结
本文结合步行机器人的研究现状,具体阐述了一种六足仿生机器人的运动原理和机构的组成。整个系统的设计过程不仅是对自己设计水平和实践能力的一次大查阅,通过设计,也学习并熟悉了开发机电一体化系统所必需的流程。
本次设计是我们踏入社会前的最后一次设计,也是对我们这四年学习的一次大总结和应用。这不仅提高了我们的设计能力和动手水平。也为我们在踏入社会后尽快的适应新的工作岗位提供了便利。
仿生机器人的设计融合了机械原理、机械设计、动力学等专业课程还包括高等物理中的力学分析等普通课程,在设计软件方面我们采用的是AutoCAD 和 Pro/E软件。
本设计主要进行了一下几个方面的设计:
1.分析步行机器人的执行机构,讨论机构的可行性。确定机器人运动方案,包括腿的数目,机器人的步态分析。
2.步行机器人机构设计,主要是进行模块化设计腿部机构,机器人三维建模,改进机械结构设计,生成图纸并根据图纸制作机器人样件。 在设计过程中我得到了老师和同学的巨大的帮助,在这要谢谢他们并把最美的祝福送给他们,希望他们的未来会更加的美好。
参考文献
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致谢
在两个多月的设计过程中,得到了许多老师及同学们的帮助和支持。孟娜老师对我们在设计中遇到的各种难题,给予了耐心细致的讲解。对设计中存在的问题和不足,多次给予指正。同时为此次设计提供了大量翔实可靠的技术资料供我们学习参考,在此表示深深的敬意和感谢。在运用PRO/E进行三维建模的过程中,山东科技大学泰山科技学院机房给予了我们很大的支持和帮助。在程序安装、软件应用等方面都为我们提供了很大的方便,在此一并表示衷心的感谢。
本次设计得以顺利完成是与老师同学们的关心支持分不开的,是各位老师同学团结一心、通力合作的结果。谨以次表达深深的谢意!
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