机械5

本次设计的轮足复合式机器人采取的方桉是：采用铸铁刚度好的铸铁机架作为主体，通过车轮电机实现机器人的移动，通过程序控制各个车轮电机的转速实现机器人的转弯，通过涡轮装置实现电机的自锁从而控制机器人的轮足的转动实现机器人的越障跨沟等等功能，总之，轮足复合式机器人是人们设置指定的程序通过中控系统实现机器人横移、越障或爬坡，跨沟、转弯等多种功能。 为了使机器人能够顺利地跨越一定宽度的障碍物，应该将轮足的结构设计成可以越障的结构。考虑到四连杆机构的设计较为简单，在这里我们选择四连杆机构（图1）作为轮足复合式机器人的越障机构，最主要的一点就是平行四边形连杆机构更容易控制机构的角速度，这对于机器人的整个的控制来说是最大的优点。 设计平行四边形连杆机构时，将每一组轮足设计成长臂和短臂连接。并且长臂和短臂在同一平面内转动，其平面在车身的侧面，该机构具有两个自由度。由于机构具有自锁的特点，所以当机器人越障时，只需要控制电机的转停和速度既可，而当机器人需要移动时，控制轮足的电机不让它转动而车轮电机转动就行了。 已知整个轮足复合式机器人的总重量150KG,其他重量50KG，我们取总重量为200Kg，移动速度为1~2r/mi
n。 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号为160BL-4030H1-LK-B，电机额定功率为0.1KW，额定转矩为7.62N.m，最大转矩为9N.m， 额定转速为3000r/mi
n。 摘要 轮足复合式机器人是高科技产品的典型，是人们设置指定的程序通过中控系统实现机器人横移、越障或爬坡，跨沟、转弯等多种功能的高科技智能化产品。它可代替人类在某些领域力所不能及的地方实现特定的任务和功能，能在有害环境下代替人类工作，侦查，排险等，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 本文主要进行了轮足复合式机器人的总体结构设计和控制系统设计。轮足复合式机器人的机械结构由直流电机、编码器和短臂、长臂、轮子等部分组成，可按预定程序运动，实现横移、越障、爬坡、跨沟、转弯等功能。控制系统部分的设计主要是选择合适的PLC中控系统，设计合理的PLC控制流程图，通过中控系统调节各个直流电机的转速来使轮足复合式机器人实现移动，爬坡，拐弯，越障等功能。 关键词：轮足复合式机器人；智能化；控制系统；越障 目录 摘要i ABSTRACT ii 目录iii 1绪论1 1.1课题的来源与研究的目的和意义2 1.2轮足式复合机器人的研究现状4 1.2.1轮足式复合机器人的结构的研究现状5 1.2.2轮足式复合机器人控制系统的研究现状7 1.3本课题研究的内容9 2轮足复合式机器人总体方桉结构的设计12 2.1轮足复合式机器人的总体方桉图12 2.2轮足的布置形式14 2.3轮足的结构方桉14 2.4越障机构的设计14 2.5轮足的布置形式14 2.6越障机构的设计14 3驱动装置的设计18 3.1车轮电机的选型计算20 3.2离合器的选型计算20 3.3轴承的选型计算20 3.4平键的选型计算20 4轮足复合式机器人的三维结构设计21 4.1 Solidworks设计基础21 4.1.2草图绘制21 4.1.3基准特征，参考几何体的创建21 4.1.4拉伸、旋转、扫描和放样特征建22 4.4.4工程图的设计22 4.4.5装配设计22 4.2轮子电机的三维建模22 4.3轮足组件的三维建模23 4.4短臂的三维建模24 4.5轮足复合式机器人的三维建模24 4.6三维软件设计总结25 结论26 致谢26 参考文献27 附录一32 附录二36