【正文】 進行手動、自動遙控操縱。它的特點體現(xiàn)在體積小，重量輕，成本低，變成簡單，容易掌握。 圖 21 機器人立體圖 零件說明 對于零件的說明請參考圖紙： 第 13 頁 1． QGEW2 LA 50B 100 型氣缸 外購件，此氣缸由生產(chǎn)，材料為硬鋁，是本機器人主要的動力來源。 3．托盤二 材料為硬鋁，中間的孔用來安裝軸承，與托盤一聯(lián)接，旁邊突出的部分上安裝電機，帶動托盤一轉動，使機器人可以轉彎。 5． GB281988 型螺釘 標準件，用來聯(lián)接氣缸支架與氣缸。 9．彈性擋圈 第 14 頁 標準件，型號 GB/，安裝在托盤三內(nèi)的套筒中，用來阻擋其中直線 軸承滑動。 14．吸盤支架 焊接件，材料為硬鋁，安裝在托盤三上，由四部分焊接而成，上面安裝吸盤。 4）橫板 聯(lián)接前后兩個支撐架，可以加強穩(wěn)定性；嵌在托盤一的兩個缺口中，防止支架在行走過程中左右晃動。 第 15 頁 以上為各零件的簡單介紹，下面來說一下機器人的工作原理。 解決了這個問題下個問題就是如何讓機器人行走。大體的 行走過程是這樣的： 以向上走為例，先讓支架上的吸盤吸住墻面，使機器人可以固定在墻上，此時如果下盤處于位置比較靠下的地方，則對氣缸上位置在上面的氣口（后面簡稱為 1 口）輸入氣體，位置在下面的氣口（后面簡稱為 2 口）輸出氣體，使氣缸向上運動，從而帶動下盤向上運動。 運動過程中，在支架和下盤相對運動時，如果不做任何調(diào)整，吸盤會與墻面產(chǎn)生摩 第 16 頁 擦，而使運動難以順利進行，因此，在托盤三上安裝了一個電機，帶動一根螺紋桿轉動，螺紋桿與托盤二上的螺紋孔聯(lián)接，當電機轉動時，可以帶動托盤三和托盤二間的相對分開與接近的運動，這樣，在運動時，就需加入這項運動。 機器人是靠吸盤吸附在墻壁上，共有六個吸盤，框架上的四個為一組，托盤三上的兩個為一組。在托盤二與三之間，安裝了滑桿作為導軌，這樣可以保持托盤三運動時的直線方向，還可以承擔大部分的徑向力。 各部件的設計計算 機械部件的設計計算包括：機器人三個托盤的設計和布置；連接螺釘?shù)倪x用和計算；腿的設計計算；整體結構支架的重量估算。通過滑桿，保持它們之間的平行度。 參見機器人的總裝配圖，根據(jù)設計可知，這四個螺釘?shù)男吞柎笮?M6。這里就不再校核了。 氣壓傳動系統(tǒng)的基本知識 氣壓傳動系統(tǒng)原理 氣壓傳動與控制技術簡稱氣動技術，是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來進行能量傳遞，實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化、自動化的一門技術，它是流體傳動與控制學科的一個重要組成部分。 2) 執(zhí)行元件 將壓縮空氣的壓力能轉變?yōu)闄C械能的能量元件，并對外做功。 5) 工作介質(zhì) 經(jīng)除水、除油、過濾后的 潔凈壓縮空氣。 氣動技術的優(yōu)點： 1) 對于傳動形式而言，氣缸作為線性驅動器可在空間的任意位置組建它所需的運動軌跡，安裝維護簡單。 3) 氣缸動作速度一般為 50~500mm/s，比液壓和電氣方式的動作速度快，其間，通過單向節(jié)流閥，可使氣缸速度無級調(diào)節(jié)。 5) 利用空氣的可壓縮性，可貯存能量，實現(xiàn)集中供氣。在一定條件下，可使氣動裝置有自保護能力。 氣動技術的缺點： 1) 由于空氣具有壓縮性，氣缸的動作速度易受載荷的變化而變化。 氣動元件說明 氣動馬達 氣動馬達是將壓縮空氣的壓力能轉換成回轉機械能的能量轉換裝置，其作用相當于電動機或液壓馬達。圖 41 為葉片式氣馬達的職能符號。圖 42為一種典型的壓力控制閥的職能符號。包括氣缸和氣動馬達用以實現(xiàn)直線運動或擺動，氣馬達用于實現(xiàn)連續(xù)的回轉運動。普通氣缸是指一般活塞式氣缸，用于無 第 24 頁 特殊要求的場合。氣動回路圖如圖 45所示。 第 25 頁 在眾多數(shù)據(jù)中，我們最關心的是氣缸的活塞桿產(chǎn)生的推力的大小。 第 26 頁 5. 控制部分 控制部分由其他同學設計，這里只對單片機進行簡單的介紹。新一代計算機均以 9 引腳的接頭所有的 Rs232，計算機上的端口均為公頭。 圖 51 單片機的組成 1． CPU系統(tǒng) CPU 系統(tǒng)包 括 (CPU、時鐘系統(tǒng)和總線控制邏輯三部分，其功能如下： 1)CPU：包含運算器和控制器，專門為面向控制對象、嵌入式特點灑設計能的指令系統(tǒng)。地址范圍為 0000H— FFFFH(64KB)。是單片機中的重要控制單元， CPU 對所有片內(nèi)功能單元的操作都是通過控制 SFR 單元進行的。 (3)申行接口 UART：一個帶有移位寄存器工作方式的通用異步收發(fā)器，不僅可以作串行通信，還可用于移位寄存器方式的中行外圍擴展。同時該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。各進一步了解了 CAXA 軟件，并對它的應用更加熟練了； 應用機械原理和機械設計等知識對此機械進行了分析總結，最終認為此機器人可以正常運行； 系統(tǒng)的運行實驗表明，設計的機器人及控制軟件組成了完好的系統(tǒng)。 參考文獻 1 周伯英主編 . 工業(yè)機器人設計 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1995 2 邱宣懷主編．機械設計（第四版）．北京：高等教育出版社， 1997 3 孟憲源 姜琪編著．機構構型與應用．北京：機械工業(yè)出版社， 20xx 4 吳宗澤主編．機械設計師手冊．北京：機械工業(yè)出版社， 20xx 5 霍孟友等．單片機原理及應用．濟南：山東大學出版社， 20xx 6 陸元章主編．現(xiàn)代機械設備設計手冊（第二冊）．北京：機械工業(yè)出版社， 1996 7 黃珊秋．機械設計課程設計． 北京：機械工業(yè)出版社， 1999 8 吳宗澤主編．機械零件設計手冊．北京：機械工業(yè)出版社， 20xx 9 成大先主編．機械設計手冊（第二、三、五卷）．北京：化學工業(yè)出版社， 20xx 10 楊書華，霍孟友主編．微機原理及軟硬件接口技術．北京：機械工業(yè)出版社，20xx 11 鄧星鐘主編 . 機電傳動控制（第三版） . 華中科技大學出版社， 20xx 第 31 頁 12 王旭、王積森主編 .機械設計課程設計 .北京：機械工業(yè)出版社， 20xx 13 廖念釗、莫雨松、李碩根、楊興駿編 .互換性與測量技術 .北京：中國計量出版社， 20xx 14 劉延俊主編 . 液壓與氣壓傳動 . 北京：機械工業(yè)出版社， 20xx 15 侯珍秀主編 . 機械系統(tǒng)設計 . 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 20xx 。開發(fā)的機器人控制軟件能夠使用戶輸入機器人的各個機構的運動參數(shù)（如轉角、轉向等），點擊與之相對應的 “ 運行 ” 按鈕便可控制其運動，并且在計算機屏幕上可以跟蹤其運動，基本實現(xiàn)了系統(tǒng)預定的功能。 結論 經(jīng)過近三個月的設計工作，本次畢業(yè)設計主要完成了以下任務： 第 30 頁 完成了基于單氣缸的爬墻機器人的機械設計，并應用 solid works 對該機械手的整機及零部件進行了運算與校核。 單片機的封裝引腳如圖 53所示： 圖 53 單片機的 封裝引腳 各管腳功能如表 51 所示： 引腳標記 引腳編號 端 口 引腳名稱及功能描述 第 28 頁 DIP LCC PFP 類 別 V56 20 22 16 I 地端： 0V 基準 VCC EA 40 44 38 I 電源端：正常操作、空閑、掉電狀態(tài)的供電 ~ 39~32 43~36 37~40 I/O P0 口：為開漏 結構的準雙向口，是 80C51 并行總線的數(shù)據(jù)總線和低 8 位地址總線；不作總線使用時，也可用作普通 I/O 口 ~ 1~8 2~9 40~44 1~3 I/O P1 口：帶內(nèi)部上拉電阻的準雙向口 ~ 21~28 24~31 18~25 I/O P2 口：帶內(nèi)部上拉電阻的準雙向口，是并行總線的高 8 位地址線，不作總線地址線時，也可用作普通I/O 口 ~ 10~17 11， 13~19 5， 7~13 I/O P3 口：帶內(nèi)部上拉電阻的準雙向口，具有復