全維輪移動籃球機(jī)器人設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(存儲版)
【正文】 機(jī)三維圖根據(jù)空心杯直流電機(jī)36SYK62 以及減速器單級P36H外形尺寸，定做的電機(jī)支架 如圖211，212所示。這對于控制系統(tǒng)的定位是有利的，適于傳動功率不大的關(guān)節(jié)或小型機(jī)器人。 :重量300340g，圓周5657cm。l 模數(shù)m標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)應(yīng)大于或等于上式計(jì)算出的模數(shù)，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P311表14－1，選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=1mm。但是運(yùn)送籃球時(shí)，沒有解決籃球可能脫落的問題，還待于進(jìn)一步設(shè)計(jì)完善。①單作用氣缸：僅一端有活塞桿，從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。做往復(fù)擺動的氣缸稱擺動氣缸，由葉片將內(nèi)腔分隔為二，向兩腔交替供氣，輸出軸做擺動運(yùn)動，擺動角小于 280176。查氣缸相關(guān)手冊可選氣缸參數(shù)如下：D75mm ,C70mm，d25mm根據(jù)上面的參數(shù)選擇FESTO費(fèi)斯托標(biāo)準(zhǔn)氣缸DNG50100PPVA，如圖4，并用ug做出三維實(shí)體模型，該機(jī)構(gòu)易實(shí)現(xiàn)投籃所需的力，機(jī)構(gòu)簡單。機(jī)械工業(yè)出版社，1997年:166189.[5]（日）[M].北京。兩年的時(shí)光，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。也給與我很大的幫助，使我得到不少的提高，這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝老師的耐心的輔導(dǎo)。回首大學(xué)時(shí)光，生活中有快樂也有艱辛。機(jī)械工業(yè)出版社，2001:138161.[3] 宗光華 .機(jī)器人的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京. 第一版。，并用ug做出三維實(shí)體模型。可得到： 因此本系統(tǒng)中去籃球發(fā)射初速度可以滿足需要，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)的設(shè)定的也可以滿足要求。⑤無桿氣缸：沒有活塞桿的氣缸的總稱。氣缸有做往復(fù)直線運(yùn)動的和做往復(fù)擺動的兩類。傳動軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩和收到扭矩不大，選擇45鋼就可滿足要求。（1）齒輪主要參數(shù)的選擇和計(jì)算因?yàn)檩d荷中有輕微振動，傳動速度不高，傳動尺寸無特殊要求，查《機(jī)械基礎(chǔ)》表14－10，齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度260HBS；該齒輪傳動為一般齒輪傳動，圓周速度不會太大，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》表5－7，選8級精度。 : 重量510550g，圓周7071cm。 圖217 ug三維爆炸圖3 撿球機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)撿球機(jī)構(gòu)如圖14，它由兩個(gè)圓柱直齒齒輪嚙合，一個(gè)電機(jī)帶動一個(gè)齒輪運(yùn)動，從而帶動齒輪軸轉(zhuǎn)動，齒輪軸上連接兩個(gè)鋁型材叉架，將撿到的籃球送起送到彈射機(jī)構(gòu)上。該型號的電機(jī)還配套了型號為HKT30的編碼器如圖28，構(gòu)成了對速度的閉環(huán)反饋；該電機(jī)的輸入可直接同電機(jī)驅(qū)動芯片的輸出相連接，非常方便。為避免本系統(tǒng)也出現(xiàn)同類問題，在可能的前提下，避免使用這種驅(qū)動方式。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，而照需要外圍轉(zhuǎn)換電路與微機(jī)配合實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。電脈沖頻率f高，則電視轉(zhuǎn)速快，反之，轉(zhuǎn)速慢。 圖24 全向輪QL15成都航發(fā)全向輪QL15的特點(diǎn)a．從動輪外緣與大輪外緣作了相適的弧形設(shè)計(jì)，使運(yùn)動時(shí)與地面的接觸點(diǎn)變化連續(xù)，降低了多邊型效應(yīng)。正交全方位輪結(jié)構(gòu)簡單鑒于球缺形驅(qū)動輪的體積和轉(zhuǎn)動速度限制，正交方位輪目前只用在小型、低速的場合。結(jié)構(gòu)、控制非常復(fù)雜，而且應(yīng)用范圍有限，只能在環(huán)境比較理想的條件下使用。單盤全方位輪的被動輥的單盤，而雙板的全方位輪被動輥有兩個(gè)板塊是相互尊重，旋轉(zhuǎn)稍。全向輪能夠在許多不同的方向移動，左右車輪的小光盤將全力推出，但也將極大的方便橫向滑動。圖22所示的組合全向移動平臺的結(jié)構(gòu)示意圖，這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)車體坐標(biāo)下X、Y平面坐標(biāo)上任意方向的運(yùn)動以及沿車體中心角度的旋轉(zhuǎn)。差動運(yùn)動輪系是由兩個(gè)軸線平行的驅(qū)動輪以及一個(gè)或多個(gè)從動輪組成。圖11 全維輪籃球機(jī)器人1）移動平臺如圖12，它由三個(gè)全向輪及其連接部分，三個(gè)直流電動機(jī)及其就支承部分（如圖13），及一個(gè)底板組成。應(yīng)該在保證系統(tǒng)整體工作狀態(tài)和性能最好的前提下，確定各零部件的基本要求及它們之間的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。 1)研究比賽過程，提出方案，確定投球機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)； 2)根據(jù)總體目標(biāo)，通過市場調(diào)查和資料搜集，進(jìn)行技術(shù)可行性論證； 3)確定籃球機(jī)器人的機(jī)械零件，電機(jī)的選擇等； 4)確定籃球機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并繪圖；1 全維輪移動籃球機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)整體方案機(jī)械系統(tǒng)是指由許多機(jī)器、裝置、監(jiān)控儀器等組成的大型工業(yè)系統(tǒng)，或由零件、部件等組成的機(jī)器。車輪式移動機(jī)構(gòu)又可分為二輪機(jī) 構(gòu)、三輪機(jī)構(gòu)、四輪機(jī)構(gòu)和全方位移動機(jī)構(gòu)。 腿足式移動機(jī)構(gòu)基本上是模仿人或動物的下肢機(jī)構(gòu)形態(tài)而制成的。 移動機(jī)器人機(jī)構(gòu)研究概況能在工作環(huán)境內(nèi)移動和執(zhí)行任務(wù)是移動式機(jī)器人的兩大特點(diǎn)。移動機(jī)器人狹義上指的是地面上可移動機(jī)器人，主要包括軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域機(jī)器人兩種。因此，近年來，移動機(jī)器人的研究成為機(jī)器人領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。目前在歐美、日本等西方發(fā)達(dá)國家，移動式機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于五大領(lǐng)域：醫(yī)療福利服務(wù)、商場超市服務(wù)、餐廳旅館服務(wù)、維修清洗服務(wù)。因此，履帶式移動機(jī)構(gòu)是用于路面狀態(tài)比較復(fù)雜的場合。因此，車 輪式移動機(jī)構(gòu)可認(rèn)為是移動機(jī)器人的重要組成部分。、主要任務(wù)及目標(biāo) 為了搞好這次參賽的機(jī)器人研制，本著創(chuàng)新與實(shí)踐相結(jié)臺的原則，主要方法及任務(wù)如下。零部件的設(shè)計(jì)固然應(yīng)該給予足夠的重視，但全部用最好的零部件未必能組成好的系統(tǒng)，其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性未必能實(shí)現(xiàn)良好的統(tǒng)一。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是全維輪移動籃球機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在這簡單介紹全維輪移動籃球機(jī)器人的整體方案：全維輪移動籃球機(jī)器人（如圖11）重約二十公斤，先由移動平臺運(yùn)動到籃球位置，由撿球機(jī)構(gòu)，將籃球撿起，然后給驅(qū)動電機(jī)一個(gè)信號，將球送往彈射機(jī)構(gòu)，彈射機(jī)構(gòu)，它以氣動彈射將球發(fā)射，彈進(jìn)籃筐，球的發(fā)射速度是15m/s。傳統(tǒng)的輪式機(jī)器人一般采用差動運(yùn)動方式（如圖21），在平面內(nèi)這是一種非完整約束。具有全向運(yùn)動能力的運(yùn)動系統(tǒng)使機(jī)器人可以向任意方向做直線運(yùn)動，而之前不需要做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并且這種輪系可以滿足一邊做直線運(yùn)動一邊旋轉(zhuǎn)的要求，達(dá)到終狀態(tài)所需要的任意姿態(tài)角。 全向輪的選擇 全向輪的介紹：全向輪包括輪轂和從動輪，該輪轂的外圓周處均勻開設(shè)有3個(gè)或3個(gè)以上的輪轂齒，每兩個(gè)輪轂齒之間裝設(shè)有一從動輪，該從動輪的徑向方向與輪轂外圓周的切線方向垂直。全方位輪通?？梢源笾驴梢苑譃?種類型：一類是單盤的全方位輪，一個(gè)是雙排的全方位輪。各類型的組合全向輪優(yōu)缺點(diǎn)如下分析：表21 各種組合全向輪的優(yōu)缺點(diǎn)名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)單輪靈活可實(shí)現(xiàn)平滑的全向運(yùn)動。運(yùn)動過程中單個(gè)小從動輪與地面接觸為離散的點(diǎn)接觸，當(dāng)離散的接觸點(diǎn)在輪滾動的過程中，出現(xiàn)多邊型效應(yīng)，造成整個(gè)輪體出現(xiàn)幅度較大的顛簸起伏，對運(yùn)動控制的精度影響很大。d 適用于激烈對抗的比賽環(huán)境e．可以在條件較差的地面上運(yùn)動選用國產(chǎn)成都航發(fā)的全向輪QL15，ug模型圖如圖24。其轉(zhuǎn)速的高低，取決于輸入到步進(jìn)電機(jī)的電脈沖頻率的高低。具有起動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，控制方便，較大的啟動力矩，相對功率大及快速響應(yīng)等特點(diǎn)，并
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