【正文】 s ( w t ) wl=x2222212 電機(jī)轉(zhuǎn)角與速度關(guān)系如下圖所示 圖 39 速度與轉(zhuǎn)角關(guān)系圖 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 電機(jī)轉(zhuǎn) 矩計(jì)算 圖 41 受力分析圖 如圖 41所示，為力的分析圖，可得電機(jī)轉(zhuǎn)矩與電機(jī)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，以及 L1桿上受力與電機(jī)轉(zhuǎn)角的關(guān)系。 假設(shè)矢量 39。 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 這是上底盤不動(dòng)，下底盤上升時(shí)，電 機(jī)轉(zhuǎn)角的變化范圍。a,電機(jī)轉(zhuǎn)角 39。 xlabel(39。 a2=atan(y./(Rr))。 g=33。 桿長(zhǎng)驗(yàn)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(zhǎng)是否可用，程序如下： %用桿長(zhǎng)計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)角 l1=270。 大體上，可由此預(yù)先確定桿長(zhǎng)。但此時(shí)，幾乎不影響桿 1l 與 x軸夾角 b的變化。 三：傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)：確定傳動(dòng)零件的材料，主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸，包括軸的設(shè)計(jì)及校 核，軸承及軸承組合設(shè)計(jì)，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(hù)、經(jīng)濟(jì)和安全等問題，對(duì)機(jī)器和零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2. 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過程。此次課程設(shè)計(jì)是圍繞具有空間三自由度的六足機(jī)器人展開的，它由上平臺(tái)、下平臺(tái)、 3 根主動(dòng)桿、 3 根平行四邊形從動(dòng)支鏈、 3 個(gè)電動(dòng)機(jī)、連接板等組成。所以 ,這類機(jī)器人在軍事運(yùn)輸、海底探測(cè)、礦山開采、星球探測(cè)、殘疾人的輪椅、教育及娛樂等眾多行業(yè) ,有非常廣闊的應(yīng)用前景 ,多足步行機(jī)器人技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造說明書 設(shè)計(jì)題目 六足機(jī)器人設(shè)計(jì) 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 目 錄 第一章 .課程設(shè)計(jì)的目的與要求 現(xiàn)狀分析 …… ………………………………………… 4 六足機(jī)器人的意義 ………………………………………… 4 課程設(shè)計(jì)的目的 ………………………………………… 4 課程設(shè)計(jì)的基本要求 ……………………………………… 5 第二章 .系統(tǒng)總體 設(shè)計(jì)方案 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化 …………………………………………… 6 方案設(shè)計(jì) ………………………………………………… 7 第三章 .運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算 桿長(zhǎng)分析 …………………………………………………… 8 桿長(zhǎng)驗(yàn)證 …………………………………………………… 9 位置分析 …………………………………………………… 11 速度分析 …………………………………………………… 19 第四章 .動(dòng)力學(xué)計(jì)算 電機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算 ……………………………………………… 17 桿件受力分析 ………… …………………………………… 18 電機(jī)選擇 ……………………………………………… 19 第五章 .非標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸確定及校核 軸的尺寸與校核 …………………………………………… 20 主動(dòng)桿的尺寸與校核 ……………………………………… 23 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)總結(jié) 課程設(shè)計(jì)過程 ……………………… ……………………… 31 設(shè)計(jì)體會(huì) ……… ………………………………………… 32 第八章 .參考文獻(xiàn) …………………………………………… 33 第九章 附錄 ………………………………………………… 34 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 現(xiàn)狀分析 所謂多足機(jī)器人，簡(jiǎn)而言之，就是步行機(jī)。因此對(duì)于多足機(jī)器人的研究與設(shè)計(jì)是非常有意義的一項(xiàng)工作。主動(dòng)桿與平臺(tái)通過轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接，從動(dòng)桿通過 2 個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)副與主動(dòng)桿相連， 3 個(gè)這樣的平行四邊形從動(dòng)支鏈保證了平臺(tái)智能有三個(gè)方向的自由度。 3. 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖，熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等。 4. 圖面符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，尺寸及公差標(biāo)注正確，技術(shù)要求完整合理。 四：機(jī)器人裝配圖及零件圖繪制：繪制機(jī)器人裝配圖和零件圖，標(biāo)注尺寸和配合。因此，可得 如下結(jié)論：機(jī)構(gòu)的抬腿高度此時(shí)完全由 2l 的長(zhǎng)度決定，但在實(shí)際過程中，不可能選擇 1l 為無限長(zhǎng)，但當(dāng) 1l 長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 2l 時(shí)，抬腿高度基本由 2l 的長(zhǎng)度確定，再考慮上其他因 素的影響，因此預(yù)先確定桿長(zhǎng) ? ? 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(dāng)下底盤不動(dòng)，上底盤上升時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)角變化也應(yīng)是 020 位置分析： 根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)角與抬腿高度的關(guān)系，驗(yàn)證在此桿長(zhǎng)下，下底盤中心的運(yùn)動(dòng)范圍。OO 在 XYZO? 坐標(biāo)中 ?oC ? ?,Txyz ，則矢量 iOB 在 XYZO? 坐標(biāo)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(dòng)力學(xué)計(jì)算 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 圖 42 電機(jī)轉(zhuǎn)角與扭矩關(guān)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(jī)轉(zhuǎn)角與受力關(guān)系圖 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 電機(jī)選擇 根據(jù)所需的最大扭矩，以及電機(jī)的重量，查閱資料，可選擇如下電機(jī) 電機(jī)： 86BYG9416 電機(jī)銘牌 圖 44 電機(jī)接線圖 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 軸的尺寸與校核 由受力分析可知，電機(jī)的最大扭矩 maxT 為： 。 第五章 非標(biāo)準(zhǔn)件尺寸確定及校核 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 為簡(jiǎn)化計(jì)算，可將所有的軸的直徑都選為 mm12 ，而在機(jī)構(gòu)中軸又分為：短軸，電機(jī)軸。 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(hào) ： ZAlSil2 合金代號(hào) ： ZL102 [? ]=145MPa 其他桿件的尺寸與校核 平行四邊形長(zhǎng)桿（ L3）校核： 受力分析如下圖： 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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?yàn)? NF 65? 所以該此桿安全。 聯(lián)軸器的選擇與校核 依據(jù)電機(jī)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(jī)器人在邁步時(shí)三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速差，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。這里在計(jì)算 xF , yF 和 zF 時(shí)，不 是 每個(gè)軸自己運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的力，而是在整個(gè)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 器人運(yùn)動(dòng)時(shí)，使該軸產(chǎn)生的最大合成運(yùn)動(dòng)速度和加減速度值對(duì)應(yīng)的XF , yF 和 zF 。 課程設(shè)計(jì)過程 此次課程設(shè)計(jì)共分以下幾個(gè)階段進(jìn)行： 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段，通過進(jìn)行機(jī)器人的拆裝實(shí)驗(yàn)及參閱設(shè)計(jì)資料等途徑了解六足機(jī)器人，閱讀教材工具書有關(guān)內(nèi)容，明確并擬定設(shè)計(jì)過程和進(jìn)度計(jì)劃。 第七章 設(shè)計(jì)總結(jié) 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造（ A） —— 第二模塊 機(jī)器人裝配草圖設(shè)計(jì)和繪制階段，（ 1）分析并選定機(jī)器人的結(jié)構(gòu)方案。 機(jī)器人的零件圖繪制階段，繪制軸零件圖，繪制基準(zhǔn)件零件圖 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書階段，將上述內(nèi)容、步驟進(jìn)行總結(jié)。如果我們沒有協(xié)力合作，設(shè)計(jì)根本不可能完成。因此，在整個(gè)過程中，每個(gè)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(gè)課程設(shè)計(jì)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