快件搬運(yùn)機(jī)器人”設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 裝置設(shè)計(jì).................................................23 2).機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制與驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì).....................................23 行走和奔跑方案的設(shè)計(jì)及優(yōu)化.........................................27 避障機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).....................................................27 4 參考文獻(xiàn).................................................................281 背景 搬運(yùn)機(jī)器人在實(shí)際的工作中就是一個(gè)機(jī)械手，機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)始比較簡(jiǎn)單，專(zhuān)用性較強(qiáng)。 機(jī)器人一般分為三類(lèi)，第一類(lèi)是不需要人工操作的通用機(jī)器人，也即我們所研究的對(duì)象。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的作業(yè)，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)器人來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等，工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。 機(jī)器人按照結(jié)構(gòu)形式的不同又可分為多種類(lèi)型，其中關(guān)節(jié)型機(jī)器人以其結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小，相對(duì)工作空間最大，甚至能繞過(guò)基座周?chē)囊恍┱系K物等這樣一些特點(diǎn)，成為機(jī)器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，世界一些著名機(jī)器人的本體部分都采用這種機(jī)構(gòu)形式的機(jī)器人。目前研究主要集中在賦予機(jī)器人“眼睛”，使它能識(shí)別物體和躲避障礙物，以及機(jī)器人的觸覺(jué)裝置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。自1969年從美國(guó)引進(jìn)兩種典型機(jī)器人后，大力從事機(jī)器人的研究。 第三代機(jī)器人則能獨(dú)立地完成工作過(guò)程中的任務(wù),它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中的重要一環(huán)。研究人員為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和智能水平，要求機(jī)器人系統(tǒng)具有開(kāi)放結(jié)構(gòu)和集成各種外部傳感器的能力。就目前來(lái)看，總的來(lái)說(shuō)現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)： a)提高運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)精度，減少重量和占用空間，加速機(jī)器人功能部件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，將機(jī)器人的各個(gè)機(jī)械模塊、控制模塊、檢測(cè)模塊組成結(jié)構(gòu)不同的機(jī)器人； b)開(kāi)發(fā)各種新型結(jié)構(gòu)用于不同類(lèi)型的場(chǎng)合，如開(kāi)發(fā)微動(dòng)機(jī)構(gòu)用以保證精度；開(kāi)發(fā)多關(guān)節(jié)多自由度的手臂和手指；開(kāi)發(fā)各類(lèi)行走機(jī)器人，以適應(yīng)不同的場(chǎng)合； c)研制各類(lèi)傳感器及檢測(cè)元器件，如，觸覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)、和測(cè)距傳感器等，用傳感器獲得工作對(duì)象周?chē)耐饨绛h(huán)境信息、位置信息、狀態(tài)信息以完成模式識(shí)別、狀態(tài)檢測(cè)。機(jī)器人本身的體積不大，但是足夠可以用機(jī)械手臂夾起快件貨物。2）.縱向和橫向行走變換 由于四肢與身體連接部分是由鉸鏈組成，這就大大的提高了機(jī)器人行走時(shí)的靈活性，它可以實(shí)現(xiàn)縱向行走和橫向行走之間快速的轉(zhuǎn)換，使其越障能力大大的提高。 復(fù)合鉸鏈機(jī)構(gòu)通過(guò)上面比較我們不難看出，平行四邊形機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)顯著，而且平穩(wěn)的抓起物體也是我們機(jī)器人的基本本領(lǐng)之一。163176。如圖所示是單桿的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。通過(guò)討論分析，我們認(rèn)為當(dāng)LBC略小于LAD時(shí)，機(jī)構(gòu)更加緊湊。 0176。單桿伸縮長(zhǎng)度：0—30 mm機(jī)構(gòu)的基本參數(shù):桿AD75 mm桿BC50 mm桿AB80—110 mm3）.機(jī)械臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案一：雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械臂的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)以AD邊為固定桿時(shí)，實(shí)現(xiàn)BE端的平動(dòng)，當(dāng)以A點(diǎn)為固定點(diǎn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)的是BE端的轉(zhuǎn)動(dòng)，而且便于控制，是較佳的選擇。可以雙搖桿機(jī)構(gòu)的不相鄰兩條邊相等，構(gòu)成平行四邊形機(jī)構(gòu)，這樣能夠有效地簡(jiǎn)化計(jì)算和機(jī)構(gòu)的控制。 “快件搬運(yùn)機(jī)器人”后肢機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化1）.膝蓋部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案一:人工膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu) 如圖所示，人工膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，巧妙的模仿了人類(lèi)膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，是該機(jī)器人設(shè)計(jì)的一大亮點(diǎn)。所以機(jī)構(gòu)存在急回運(yùn)動(dòng)。可以對(duì)其進(jìn)行尺寸的調(diào)整，使之更完美的符合我們的需要。該機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易控制動(dòng)作能夠，尤其三角形的形狀決定它具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和負(fù)載變形較小的特點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是利用較少的連桿，達(dá)到一良好的封閉曲線。我們這里選擇方案一。另外，這一設(shè)計(jì)還有一個(gè)特別的用處，當(dāng)遇到懸掛樓梯等，可以勾住的物體時(shí)，前肢的腳將會(huì)發(fā)揮特有的功效，它可以勾住任何可以勾的物體然后進(jìn)行攀爬，這一特性，靈感來(lái)源于大猩猩。通過(guò)兩種驅(qū)動(dòng)方式的巧妙配合可以完美的實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的各種動(dòng)作。奔跑速度較快。奔跑速度不快。 缺點(diǎn)：無(wú)法通過(guò)較高的障礙物如墻壁等。4參考文獻(xiàn)【1】 約瑟夫上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2009年1月【2】 賈爾斯 月球密碼：解密中國(guó)探月工程?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2008年?！?】 （日）日本機(jī)器人學(xué)會(huì)編。北京：電子工業(yè)出版社，1995【9】 熊有倫等編著，機(jī)器人學(xué)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993【10】 馬香峰編著，機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991【11】 張啟先編著，空間機(jī)構(gòu)的分析與綜合，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984【12】 牧野阿爾托包列夫斯基等編著，平面機(jī)構(gòu)綜合。機(jī)構(gòu)學(xué)教程，孫可宗，周有強(qiáng)譯。C北京：紡織工業(yè)出版社，1985【21】 曹龍華，蔣希成編著。機(jī)械工業(yè)出版社，【25】 王劍華主編，液壓與氣壓傳動(dòng)（21世紀(jì)高職系列教材）。哈拉西，仿生學(xué)，科學(xué)出版社，
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