【正文】 進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)遙控操縱。它的特點(diǎn)體現(xiàn)在體積小，重量輕，成本低，變成簡(jiǎn)單，容易掌握。 圖 21 機(jī)器人立體圖 零件說(shuō)明 對(duì)于零件的說(shuō)明請(qǐng)參考圖紙： 第 13 頁(yè) 1． QGEW2 LA 50B 100 型氣缸 外購(gòu)件，此氣缸由生產(chǎn)，材料為硬鋁，是本機(jī)器人主要的動(dòng)力來(lái)源。 3．托盤(pán)二 材料為硬鋁，中間的孔用來(lái)安裝軸承，與托盤(pán)一聯(lián)接，旁邊突出的部分上安裝電機(jī)，帶動(dòng)托盤(pán)一轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人可以轉(zhuǎn)彎。 5． GB281988 型螺釘 標(biāo)準(zhǔn)件，用來(lái)聯(lián)接氣缸支架與氣缸。 9．彈性擋圈 第 14 頁(yè) 標(biāo)準(zhǔn)件，型號(hào) GB/，安裝在托盤(pán)三內(nèi)的套筒中，用來(lái)阻擋其中直線 軸承滑動(dòng)。 14．吸盤(pán)支架 焊接件，材料為硬鋁，安裝在托盤(pán)三上，由四部分焊接而成，上面安裝吸盤(pán)。 4）橫板 聯(lián)接前后兩個(gè)支撐架，可以加強(qiáng)穩(wěn)定性；嵌在托盤(pán)一的兩個(gè)缺口中，防止支架在行走過(guò)程中左右晃動(dòng)。 第 15 頁(yè) 以上為各零件的簡(jiǎn)單介紹，下面來(lái)說(shuō)一下機(jī)器人的工作原理。 解決了這個(gè)問(wèn)題下個(gè)問(wèn)題就是如何讓機(jī)器人行走。大體的 行走過(guò)程是這樣的： 以向上走為例，先讓支架上的吸盤(pán)吸住墻面，使機(jī)器人可以固定在墻上，此時(shí)如果下盤(pán)處于位置比較靠下的地方，則對(duì)氣缸上位置在上面的氣口（后面簡(jiǎn)稱(chēng)為 1 口）輸入氣體，位置在下面的氣口（后面簡(jiǎn)稱(chēng)為 2 口）輸出氣體，使氣缸向上運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)下盤(pán)向上運(yùn)動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在支架和下盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果不做任何調(diào)整，吸盤(pán)會(huì)與墻面產(chǎn)生摩 第 16 頁(yè) 擦，而使運(yùn)動(dòng)難以順利進(jìn)行，因此，在托盤(pán)三上安裝了一個(gè)電機(jī)，帶動(dòng)一根螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋桿與托盤(pán)二上的螺紋孔聯(lián)接，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以帶動(dòng)托盤(pán)三和托盤(pán)二間的相對(duì)分開(kāi)與接近的運(yùn)動(dòng)，這樣，在運(yùn)動(dòng)時(shí)，就需加入這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。 機(jī)器人是靠吸盤(pán)吸附在墻壁上，共有六個(gè)吸盤(pán)，框架上的四個(gè)為一組，托盤(pán)三上的兩個(gè)為一組。在托盤(pán)二與三之間，安裝了滑桿作為導(dǎo)軌，這樣可以保持托盤(pán)三運(yùn)動(dòng)時(shí)的直線方向，還可以承擔(dān)大部分的徑向力。 各部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 機(jī)械部件的設(shè)計(jì)計(jì)算包括：機(jī)器人三個(gè)托盤(pán)的設(shè)計(jì)和布置；連接螺釘?shù)倪x用和計(jì)算；腿的設(shè)計(jì)計(jì)算；整體結(jié)構(gòu)支架的重量估算。通過(guò)滑桿，保持它們之間的平行度。 參見(jiàn)機(jī)器人的總裝配圖，根據(jù)設(shè)計(jì)可知，這四個(gè)螺釘?shù)男吞?hào)大小為 M6。這里就不再校核了。 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本知識(shí) 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理 氣壓傳動(dòng)與控制技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)氣動(dòng)技術(shù)，是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來(lái)進(jìn)行能量傳遞，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化的一門(mén)技術(shù)，它是流體傳動(dòng)與控制學(xué)科的一個(gè)重要組成部分。 2) 執(zhí)行元件 將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能量元件，并對(duì)外做功。 5) 工作介質(zhì) 經(jīng)除水、除油、過(guò)濾后的 潔凈壓縮空氣。 氣動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： 1) 對(duì)于傳動(dòng)形式而言，氣缸作為線性驅(qū)動(dòng)器可在空間的任意位置組建它所需的運(yùn)動(dòng)軌跡，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。 3) 氣缸動(dòng)作速度一般為 50~500mm/s，比液壓和電氣方式的動(dòng)作速度快，其間，通過(guò)單向節(jié)流閥，可使氣缸速度無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。 5) 利用空氣的可壓縮性，可貯存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣。在一定條件下，可使氣動(dòng)裝置有自保護(hù)能力。 氣動(dòng)技術(shù)的缺點(diǎn)： 1) 由于空氣具有壓縮性，氣缸的動(dòng)作速度易受載荷的變化而變化。 氣動(dòng)元件說(shuō)明 氣動(dòng)馬達(dá) 氣動(dòng)馬達(dá)是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，其作用相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)。圖 41 為葉片式氣馬達(dá)的職能符號(hào)。圖 42為一種典型的壓力控制閥的職能符號(hào)。包括氣缸和氣動(dòng)馬達(dá)用以實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，氣馬達(dá)用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。普通氣缸是指一般活塞式氣缸，用于無(wú) 第 24 頁(yè) 特殊要求的場(chǎng)合。氣動(dòng)回路圖如圖 45所示。 第 25 頁(yè) 在眾多數(shù)據(jù)中，我們最關(guān)心的是氣缸的活塞桿產(chǎn)生的推力的大小。 第 26 頁(yè) 5. 控制部分 控制部分由其他同學(xué)設(shè)計(jì)，這里只對(duì)單片機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。新一代計(jì)算機(jī)均以 9 引腳的接頭所有的 Rs232，計(jì)算機(jī)上的端口均為公頭。 圖 51 單片機(jī)的組成 1． CPU系統(tǒng) CPU 系統(tǒng)包 括 (CPU、時(shí)鐘系統(tǒng)和總線控制邏輯三部分，其功能如下： 1)CPU：包含運(yùn)算器和控制器，專(zhuān)門(mén)為面向控制對(duì)象、嵌入式特點(diǎn)灑設(shè)計(jì)能的指令系統(tǒng)。地址范圍為 0000H— FFFFH(64KB)。是單片機(jī)中的重要控制單元， CPU 對(duì)所有片內(nèi)功能單元的操作都是通過(guò)控制 SFR 單元進(jìn)行的。 (3)申行接口 UART：一個(gè)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(kuò)展。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。各進(jìn)一步了解了 CAXA 軟件，并對(duì)它的應(yīng)用更加熟練了； 應(yīng)用機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)等知識(shí)對(duì)此機(jī)械進(jìn)行了分析總結(jié)，最終認(rèn)為此機(jī)器人可以正常運(yùn)行； 系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)的機(jī)器人及控制軟件組成了完好的系統(tǒng)。 參考文獻(xiàn) 1 周伯英主編 . 工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995 2 邱宣懷主編．機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版）．北京：高等教育出版社， 1997 3 孟憲源 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按鈕便可控制其運(yùn)動(dòng)，并且在計(jì)算機(jī)屏幕上可以跟蹤其運(yùn)動(dòng)，基本實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)預(yù)定的功能。 結(jié)論 經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的設(shè)計(jì)工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成了以下任務(wù)： 第 30 頁(yè) 完成了基于單氣缸的爬墻機(jī)器人的機(jī)械設(shè)計(jì)，并應(yīng)用 solid works 對(duì)該機(jī)械手的整機(jī)及零部件進(jìn)行了運(yùn)算與校核。 單片機(jī)的封裝引腳如圖 53所示： 圖 53 單片機(jī)的 封裝引腳 各管腳功能如表 51 所示： 引腳標(biāo)記 引腳編號(hào) 端 口 引腳名稱(chēng)及功能描述 第 28 頁(yè) DIP LCC PFP 類(lèi) 別 V56 20 22 16 I 地端： 0V 基準(zhǔn) 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(kāi)漏 結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)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(shí)，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(zhǔn)雙向口 ~ 21~28 24~31 18~25 I/O P2 口：帶內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向口，是并行總線的高 8 位地址線，不作總線地址線時(shí)，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(zhǔn)雙向口，具有復(fù)