六足步行机器人的毕业设计说明书(8)

2019-04-09 14:44

燕山大学本科生毕业设计(论文)

这对节省机器人总系统弥足珍贵的能量是十分有利的,同时也提高了机器人的工作效率。

第二,对仿生六足机器人的控制除需要完成预定运动以外,还要达到规定的定位精度,但加工、制造、安装及使用过程存在的种种偏差都会影响机器人各控制任务的精确执行。一般认为,影响机器人运动和姿态精度的主要因素有:机器人机构的参数误差,即各构件的尺寸误差;关节磨损后出现间隙等引起的动态误差;构件的弹性变形等重视不足,经常会把构件抽象成刚体,把各种误差都折算为结构误差在进行总体补偿,但这与机器人的实际情况相差较大。另外,轴承的旋转精度不仅要由各个相关零件本身而定,而且也由其运行的间隙而定。如果在轴承内座圈与轴或轴承外座圈与座孔之间存在过量间隙,即使高精度轴承也不能保持位置精度。因此,如何选择轴承防止因轴承本身的结构、间隙等影响旋转精度也是关键条件。

我们研制的仿生六足机器人中,轴承主要安装在腿部各关节处。安装在膝关节和髋关节处的轴承A、B,其内圈与驱动腿节的旋转轴相配合,外圈则与另一腿节座孔相配合,使关节连接的两个腿节可以做灵活的相对旋转运动。安装在跟关节上的轴承C,主要对电机轴的旋转起辅助作用,以减少外力对电机轴的径向作用力。

还要看到,机器人的膝关节和髋关节因为使用了锥齿轮传动副,将会在驱动轴上产生轴向载荷,因此轴承A、B可选用SN70000型角接触球轴承,其承载能力较大,可承受以径向载荷为主的径、轴向联合载荷,也适合于安装条件受限制的部位。跟关节轴承C仅承受径向载荷,故可选用深沟球轴承,其结构简单、使用方便、摩擦系数小、传动效率高,较为适合在跟关节处使用。

3.5本章小结

仿生六足机器人机构设计除了要满足系统的技术性能外,还需要满足经济性要求,即必须在满足机器人的预期技术指标的同时,考虑用材合理、制造安装便捷、价格低廉以及可靠性高等问题。

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结论 结论

本次设计的题目是六足步行机器人设计与仿真。以机器人的基本结构为原型,结合新技术对步行机器人进行了初步设计。并对机器人进行了运动学仿真,为该机器人在实际应用中打下了坚实的基础。

结合机器人理论,设计中首先通过计算得到了机构的自由度,然后通过分析六足昆虫运动机理的基础上,采用了仿哺乳类的腿部结构,并针对这种腿部结构设计了六足的行走方式,通过对18个直流伺服电机的控制,采用三角步态,实现了六足机器人的行走功能。而后通过对自然界六足生物的观察确定了近似椭圆形的机体和通过锥齿轮传动的腿部结构并通过计算选取了电机减速器以及一些连接紧固件。最后采用UG软件进行行走运动仿真,以避免干涉和保证结构的合理性。通过仿真,能很直观地观察到机器人动平台在空间运动的情况。验证了所设计的三角步态的适用性。

由于水平有限,难免会出现错误、漏洞和一些不合理的设计,请各位老师批评指正。

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致谢 在三个多月的毕业设计期间,得到了导师田行斌的悉心指导,使我学到了不少知识,老师严谨的态度、渊博的知识和追求真理、勇于创新的精神都给我留下了深刻的印象。田老师对我们要求严格,让我们合理分配时间,以便能够保质、保量地完成毕业设计任务。对于我们不明白的问题,田老师总是给我们耐心讲解,不厌其烦,使我们深受感动。并且还让我们到机器人实验室观察老师们研究的并联机器人实体,使我对机器人的组成有了初步的了解。并且田老师还让我向好多研究生学到了不少深层次的知识,使我体会到了老师们研究工作的繁重,同时也加强了自己的时间观念,抓紧时间做毕设,尽量赶在最前面。田老师每周都会关心地查看我们的进度,并帮助我们解决了设计中遇到的困难,使我们的设计能够顺利地进行下去。同时我也对机械电子工程系的其他老师的耐心指导,表示深深地感谢。还要感谢同组几位同学的帮助。

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