【正文】 s ( w t ) wl=x2222212 電機轉(zhuǎn)角與速度關系如下圖所示 圖 39 速度與轉(zhuǎn)角關系圖 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 電機轉(zhuǎn) 矩計算 圖 41 受力分析圖 如圖 41所示，為力的分析圖，可得電機轉(zhuǎn)矩與電機轉(zhuǎn)角之間的關系，以及 L1桿上受力與電機轉(zhuǎn)角的關系。 假設矢量 39。 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 這是上底盤不動，下底盤上升時，電 機轉(zhuǎn)角的變化范圍。a,電機轉(zhuǎn)角 39。 xlabel(39。 a2=atan(y./(Rr))。 g=33。 桿長驗證 由圖 31所示：可得： ? ?? ?2222221223 Rry2lRryllc o s a??????? Rr ytana2 ?? 3aaπa 21 ??? 用 matlab編程模擬選的桿長是否可用，程序如下： %用桿長計算電機轉(zhuǎn)角 l1=270。 大體上，可由此預先確定桿長。但此時，幾乎不影響桿 1l 與 x軸夾角 b的變化。 三：傳動零件的設計：確定傳動零件的材料，主要參數(shù)及結(jié)構尺寸，包括軸的設計及校 核，軸承及軸承組合設計，選擇鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器。 3. 能考慮制造工藝、安裝于調(diào)整、使用與維護、經(jīng)濟和安全等問題，對機器和零件進行結(jié)構設計。 2. 學習機械設計的一般方法，掌握通用機械零件部件、機械傳動裝置簡單機械的設計原理和過程。此次課程設計是圍繞具有空間三自由度的六足機器人展開的，它由上平臺、下平臺、 3 根主動桿、 3 根平行四邊形從動支鏈、 3 個電動機、連接板等組成。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(nèi)外機器人領域的研究熱點之一。機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 機電系統(tǒng)設計與制造說明書 設計題目 六足機器人設計 班級 姓名 學號 指導老師 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 目 錄 第一章 .課程設計的目的與要求 現(xiàn)狀分析 …… ………………………………………… 4 六足機器人的意義 ………………………………………… 4 課程設計的目的 ………………………………………… 4 課程設計的基本要求 ……………………………………… 5 第二章 .系統(tǒng)總體 設計方案 機構簡化 …………………………………………… 6 方案設計 ………………………………………………… 7 第三章 .運動學計算 桿長分析 …………………………………………………… 8 桿長驗證 …………………………………………………… 9 位置分析 …………………………………………………… 11 速度分析 …………………………………………………… 19 第四章 .動力學計算 電機轉(zhuǎn)矩計算 ……………………………………………… 17 桿件受力分析 ………… …………………………………… 18 電機選擇 ……………………………………………… 19 第五章 .非標準件的尺寸確定及校核 軸的尺寸與校核 …………………………………………… 20 主動桿的尺寸與校核 ……………………………………… 23 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 其他桿件的尺寸與校核 …………………………………… 24 其他零件尺寸確定 …………………………………… 25 第六章 .標準件選擇 軸承的選擇與校核 ………………………………………… 27 聯(lián)軸器的選擇與校核 ……………………… ……………… 27 螺栓的選擇與部分承重螺栓的校核 ……………………… 27 鍵的選擇與校核 ………………………………………… 29 第七章 .設計總結(jié) 課程設計過程 ……………………… ……………………… 31 設計體會 ……… ………………………………………… 32 第八章 .參考文獻 …………………………………………… 33 第九章 附錄 ………………………………………………… 34 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 現(xiàn)狀分析 所謂多足機器人，簡而言之，就是步行機。因此對于多足機器人的研究與設計是非常有意義的一項工作。主動桿與平臺通過轉(zhuǎn)動副相連接，從動桿通過 2 個自由度的轉(zhuǎn)動副與主動桿相連， 3 個這樣的平行四邊形從動支鏈保證了平臺智能有三個方向的自由度。 3. 進行機械設計基本技能的訓練，如計算、繪圖，熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、標準和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、進行經(jīng)驗估算和數(shù)據(jù)處理等。 4. 圖面符合制圖標準，尺寸及公差標注正確，技術要求完整合理。 四：機器人裝配圖及零件圖繪制：繪制機器人裝配圖和零件圖，標注尺寸和配合。因此，可得 如下結(jié)論：機構的抬腿高度此時完全由 2l 的長度決定，但在實際過程中，不可能選擇 1l 為無限長，但當 1l 長度遠遠大于 2l 時，抬腿高度基本由 2l 的長度確定，再考慮上其他因 素的影響，因此預先確定桿長 ? ? h* ~? 。 根據(jù)要求。 l2=87。 b=rR。 a=(pia2a3)*180/pi plot(y,a) title(39。y,高度 抬腿高度 39。)。 當下底盤不動，上底盤上升時，電機的轉(zhuǎn)角變化也應是 020 位置分析： 根據(jù)電機轉(zhuǎn)角與抬腿高度的關系，驗證在此桿長下，下底盤中心的運動范圍。OO 在 XYZO? 坐標中 ?oC ? ?,Txyz ，則矢量 iOB 在 XYZO? 坐標系 cossin iio irxb r yz???????????。公式如下： 2221212 c o s ( w t )l+Rrl+c o s ( w t ) )l+R(r( t a n ( w t )llg=m ? 第四章 動力學計算 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 圖 42 電機轉(zhuǎn)角與扭矩關系圖 桿件受力分析 12221l)c o s ( w t ) )l+R(rl=s in b bwt2=c ? cos(c)l m=f 2 圖 43 電機轉(zhuǎn)角與受力關系圖 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 電機選擇 根據(jù)所需的最大扭矩，以及電機的重量，查閱資料，可選擇如下電機 電機： 86BYG9416 電機銘牌 圖 44 電機接線圖 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 軸的尺寸與校核 由受力分析可知，電機的最大扭矩 maxT 為： 。 第五章 非標準件尺寸確定及校核 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 為簡化計算，可將所有的軸的直徑都選為 mm12 ，而在機構中軸又分為：短軸，電機軸。 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 圖 64 桿的受力分析圖 M=? L1=50mm b=10mm h=16mm 2LMFr ? 261bhW? ? ? WMmax?? ? ? ? ??? ?????????????MPaWM 6110161061 9 9 9292m a x 材料 ： 鋁合 金 合 金 牌號 ： ZAlSil2 合金代號 ： ZL102 [? ]=145MPa 其他桿件的尺寸與校核 平行四邊形長桿（ L3）校核： 受力分析如下圖： 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 圖 65 桿件分析圖 校核公式如下 22lEIF ?? PaE 91070?? 1212 33 bgbhI ?? mmb 8? mmg 8? mmh 16? mml 1883 ? ? ? NF 46657101881012 8812 23123392???????????? ??????? 因為 NF 65? 所以該此桿安全。 聯(lián)軸器的選擇與校核 依據(jù)電機的最大扭矩 maxT 為： ，且要保證聯(lián)軸器的重量盡量輕，還需保證機器人在邁步時三個電機的轉(zhuǎn)速差，應選用撓性聯(lián)軸器。這里在計算 xF , yF 和 zF 時，不 是 每個軸自己運動時產(chǎn)生的力，而是在整個機機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 器人運動時，使該軸產(chǎn)生的最大合成運動速度和加減速度值對應的XF , yF 和 zF 。 課程設計過程 此次課程設計共分以下幾個階段進行： 設計準備階段，通過進行機器人的拆裝實驗及參閱設計資料等途徑了解六足機器人，閱讀教材工具書有關內(nèi)容，明確并擬定設計過程和進度計劃。 第七章 設計總結(jié) 機電系統(tǒng)設計與制造（ A） —— 第二模塊 機器人裝配草圖設計和繪制階段，（ 1）分析并選定機器人的結(jié)構方案。 機器人的零件圖繪制階段，繪制軸零件圖，繪制基準件零件圖 編寫設計計算說明書階段，將上述內(nèi)容、步驟進行總結(jié)。如果我們沒有協(xié)力合作，設計根本不可能完成。因此，在整個過程中，每個小組成員都能積極的提出各種解決問題的方案，使得我們的整個課程設計過程顯得很平穩(wěn)。 R=90。 x=110:1:110。 % l12=l3^2+4*l5^2+2*l5*sqrt(4*l3^2(x+sqrt(3)*y).^2)。 a6=asin((l3^2+4*l5^2+4*l5*sqrt(l3^2x.^2)(Rr)^22*(Rr)*yl2^2x.^2