【正文】 武漢理工大學畢業(yè)論文（設計） ———————————————————————————————————————————— 目 錄 摘要 ................................................... 4 1 緒論 ................................................. 6 綜述 ............................................ 6 發(fā)展概況 ........................................ 6 國內發(fā)展概況 ............................... 7 國外發(fā)展概況 ............................... 7 課題背景 ........................................ 8 目的及意義 ...................................... 8 本文主要的研究工作 ............................... 9 2 設計內容 ............................................ 10 理論依據(jù) ....................................... 10 方案實施 ....................................... 10 方案比較： ................................ 12 方案的選定 ................................ 12 3 四桿機構的設計 ....................................... 13 基礎理論知識 .................................... 13 曲柄存在條件 .............................. 13 急回運動特性和行程速比 K ................... 13 壓力角和傳動角 ............................ 14 軌跡設計 ....................................... 15 方案四桿機構的設計與計算 ........................ 16 武漢理工大學畢業(yè)論文（設計） ———————————————————————————————————————————— 四桿尺寸 .................................. 16 最小傳動角計算 ............................ 17 步態(tài)分析 .................................. 18 4 傳動機構設計 ......................................... 19 傳動方案及電機選擇 .............................. 19 同步帶傳動設計 .................................. 19 確定計算功率 .............................. 19 選擇同步帶型號 ............................ 20 確定帶輪齒數(shù)、和帶輪節(jié)圓直徑、 ............ 20 驗算帶速 .................................. 20 確定中心距和同步帶節(jié)線長度及齒數(shù) .......... 20 作用在軸 上的壓力 .......................... 21 5 主軸組件設計 ......................................... 22 主軸組件的總體布置 .............................. 22 主軸的結構設計 .................................. 22 主軸的材料和熱處 理 ........................ 23 初估軸徑 .................................. 23 軸的結構設計 .............................. 23 軸的強度驗算 .............................. 25 6 箱體設計 ............................................. 27 箱體材料的選擇 .................................. 27 箱體的加工 ..................................... 28 武漢理工大學畢業(yè)論文（設計） ———————————————————————————————————————————— 7 桿件布層 ....................................................... 30 8 操作與安裝 ........................................... 31 小結 .................................................. 32 致 謝 ................................................ 34 參考文獻 .............................................. 35 武漢理工大學畢業(yè)論文（設計） ———————————————————————————————————————————— 摘 要 在自然界或人類社會中，存在人類無法到達的地方和可能危及人類生命的特殊場合，如工地、防災救援等許多領域，對這些復雜環(huán)境不斷的探索和研究往往需要有機器人的介入。四足步行 機器人是機器人的一個重要分支，由于四足機器人比兩足步行機器人承載能力強、穩(wěn)定性好，同時又比六足、八足步行機器人結構簡單，因而更加受到各國研究人員的重視。 整個設計方案主要執(zhí)行構件為四桿機構。本機構采用對角線一致的原則，通過曲柄搖桿機構帶動腿部運動，左前腿與右前腿一致，右前腿與左前腿一致。它是利用連桿曲線特性，當一對角足運動處于曲線的直線段時則著地不動，而另一對角足則處在曲線段做邁足運動，從而可實現(xiàn)類似動物的邁足運動。采用直流伺服電機驅動，通過同步帶輪帶動曲柄搖桿機構運動。 關鍵詞：曲柄搖桿 對角線一致 傳動件 主軸組件 箱體設計 桿件布層 武漢理工大學畢業(yè)論文（設計） ———————————————————————————————————————————— Abstract In the natural and human society ,there are many places that human beings cannot reach or special occations that may endanger the lives of human beings ,such as working site or many other areas of disaster often require robot intervention during continuous explorations and studies of in these plex feet walking robot is an important branch of 4 feet walking robot has great advantages over 2 feet robot in carrying capacity and stability,while having a more simple structure than 6,8 feet walking robots,many researchers attach great importance to 4feet walking robot. The executive body of the design is par 4 agencies adopt the diagonal principles .The power goes through crank rocker to the movement of left front leg keep in consensus with right latter leg, as design take use of the rod curve features,while one part of the legs are in the straight line and stand still ,the other part are in the curve part taking steps forward,so as to achieve movement similar to animals39。 design is powered by DC Servo Motor,while transmitted through synchronous pulleys. Key words :Crank rocker a diagonal line transmission Parts the main shaft ponents body design stick arrangement 武漢理工大學畢業(yè)論文（設計） ———————————————————————————————————————————— 1 緒論 綜述 在自然界或人類社會中，存在人類無法到達的地方和可能危及人類生命的特殊場合，如工地、防災救援等許多領域，對這些復雜環(huán)境不斷的探索和研究往往需要有機器人的介入。腿式系統(tǒng)有很大的優(yōu)越性，較好的機動性、 崎嶇路面上乘坐的舒適性及對地形的適應能力強。所以這類機器人在軍事運輸、海底探測、礦山開采、星球探測、殘疾人的輪椅、教育及娛樂等眾多行業(yè)，有非常廣闊的應用前景，多足步行機器人技術一直是國內外機器人領域的研究熱點之一。四足步行機器人是機器人的一個重要分支，由于四足機器人比兩足步行機器人承載能力強、穩(wěn)定性好，同時又比六足、八足步行機器人結構簡單，因而更加受到各國研究人員的重視。 作為一個男生，自小時候其就對于機器人有著莫大的興趣。此次畢業(yè)設計老師分配給我這個題目，讓我感覺到特別興奮，同時也感覺到了真正動起手來設計 機器人也還有許多實際上的難處。 由于本專業(yè)是機械自動化方面的，此次設計應該是一次簡單的機械結構的設計。對于更加精確的控制理論沒有過多的研究，設計的主要作用也是作為危險環(huán)境下的托運物品。雖然所學知識有限，但我會盡全力去鉆研，決定從自己能解決的機械方面的問題著手。 發(fā)展概況 關于四足步行機器的制作的文獻，最早見于東漢學者王充的 171。論衡 187。第八卷171。儒增篇 187。，“魯班巧工為母做木馬車，木人御者，機關備具，載母其上，一驅不還，遂失其母??”三國時期，諸葛亮處于戰(zhàn)爭的需要，造出了用于托運糧草的“木牛流馬” .目 前 ,機器 人的移動方式主要包括 :輪式、 履帶式和足式。其中 ,輪式和履帶式機器人的越障能力弱 ,不能充分實現(xiàn)運動的靈活性。四足機器人步行腿具有多個自由度 ,落足點是離散的 ,故能在足尖點可達域范圍內靈活調整行走姿 武漢理工大學畢業(yè)論文（設計） ———————————————————————————————————————————— 態(tài) ,并合理選擇支撐點 ,具有更高的避障和越障能力。為此 ,四足機器人的研究已成為機器人學中一個引人注目的研究領域 ,而且運動學的研究是步行機器人各項研究的基礎。 國內發(fā)展概況 國內對于四足步行機器的研究則起源于對木牛流馬的復原 ,1986年王湔在古文獻的基礎上經(jīng)過 20 余年的潛心研究 ,創(chuàng)制出了單側十 七連桿 ,并由人力推動的王氏木牛流馬 ,首開了國內研制純機構步行機器的先河 .1992 年，王湔更以單腿八連桿機構 ,加上馬車 ,創(chuàng)作出王氏木車馬 .在此之后 ,臺灣的顏鴻森教授帶領他的弟子 ,以王氏木車馬為基礎 ,研制出了一系列的步行機器 ,如陳氏的四連桿型和六連桿型 ,邱氏 ,黃氏 ,沈氏步行機器 ,大陸的王旭輝和查建中等人則