【正文】 Development of a stairclimbing mobile robot with legs and wheels。 安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2021， 23（ 2）： 186188 [3] 武明，項(xiàng)?；I，張濟(jì)川 。而且在思考問題時(shí)，想得比較簡(jiǎn)單，考慮 的不夠周到，經(jīng)常過于理論化，而現(xiàn)實(shí)中的問題要復(fù)雜的多，這需要在工作中慢慢的積累和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。 裝配時(shí)，我們考慮了各方面的因素，最后將行駛系統(tǒng)放在中間位置，而傳動(dòng)系統(tǒng)就是輪子的水平轉(zhuǎn)動(dòng)，必須放在兩邊；轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)放在中間上部位置，空余還 21 留有足夠的空間放置感應(yīng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng) 。 此行星輪系軸截面上開有兩個(gè)鍵槽， 設(shè)軸徑增大 12%，則 d = = ，圓整為 12mm 。1 1a rc ta n 1 6 2 6u? ?? 39。 該爬樓車有五 個(gè)特點(diǎn)： 1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 整體尺寸不大 且 重量較小； 2）各個(gè)系統(tǒng)分別 由各自獨(dú)立的電機(jī)所 驅(qū)動(dòng)，控制靈活方便； 3）可安裝或裝載一定重量 的儀器或?qū)嶒?yàn)裝置在危險(xiǎn)的地方或者人體到不了的地方進(jìn)行作業(yè)或取樣； 4）采用三角輪系式系 統(tǒng)，使爬樓車能夠在多種環(huán)境下運(yùn)動(dòng)，輕松實(shí)現(xiàn)在平地 、坡面和臺(tái)階面上的運(yùn)動(dòng)； 5） 該 爬樓車采用了獨(dú)立的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，不但使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)化，并且轉(zhuǎn)彎半徑減小，有利于實(shí)現(xiàn)在狹小空間內(nèi)的轉(zhuǎn)彎 3 設(shè)計(jì)方案 分析 關(guān)于行駛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 如 圖 1所示。 該爬樓車輛包括：傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三大系統(tǒng)。隨著現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，使得機(jī)器人成為戰(zhàn)勝自然和虛擬障礙的必需品。 該爬樓車輛可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跨越障礙和爬樓梯功能，平整路面最大行駛速15Km/h，可爬樓梯高度為 100～ 200mm，樓梯寬度為 200～ 300mm，最大爬行坡度 為40176。 小圓柱齒輪 41 415 的 大小相同，但 齒數(shù)和傳動(dòng)比不同 ，用以增大主軸所傳遞的轉(zhuǎn) 矩，為 三角輪系的翻 轉(zhuǎn)提供足夠的能量 。由表 101 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)處理），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)處理），硬度為 240HBS，二者硬度差為 40HBS； 4）選小齒輪齒數(shù) 1z =21，則大齒輪齒數(shù) ： 2z =u1z = 21=，取 2z =68。 式中： T—— 傳遞的轉(zhuǎn)矩 ，單位為 N三角輪系中的三個(gè)輪子通過支架連接在一起，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 爬樓車依靠三角輪系中的三個(gè)輪子依次與臺(tái)階相嚙合，從而達(dá)到上下樓梯的功能。 在計(jì)算機(jī)繪圖方面也是自己的最大缺點(diǎn)。 手動(dòng)爬樓梯爬樓車輛。 高等教育出版社 ， 2021 年六月第七版 [13] 李品，李哲。 實(shí)用電機(jī)修理手冊(cè) 。 我 們 對(duì)岳老師的才學(xué)和對(duì)學(xué)術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)精神感到十分的敬佩。但在設(shè)計(jì)過程中，我也認(rèn)識(shí)到自己的缺點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)思路不夠清晰且思路狹窄，對(duì)課題的分析不透徹， 缺乏機(jī)械設(shè)計(jì)中理論知識(shí)，而且機(jī)械設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)知識(shí)學(xué)的不夠扎實(shí)，以至于在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)出現(xiàn)大量的錯(cuò)誤 。 20 的 強(qiáng)度校核 此銷聯(lián)接為傳動(dòng)盤與三角輪系翻轉(zhuǎn)主軸的聯(lián)接。 d —— 計(jì)算截面處軸的直徑 ， 單位為 mm ； ??T? —— 許用扭轉(zhuǎn)且應(yīng)力，單位為 aMP ，見表 153。 YL3 凸緣 聯(lián)軸器130 1428 13JJB?? GB584386 主動(dòng)端：Ｊ型孔軸， A 型鍵槽， mmLmmd 14,30 ?? 從動(dòng)端： 1J 型軸孔， B 型鍵槽， mmLmmd 13,28 ?? 6 關(guān)于減速裝置（圓錐 — 圓柱 齒輪 減速） 電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速為 750r/min，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)爬樓車 每爬一階樓梯需要 ，且三角輪系轉(zhuǎn)速 為 26 r/min，則減速比為： i = 75／ 26＝ 多級(jí)傳動(dòng)中 ，總傳動(dòng)比應(yīng)為： i =1i 2i 3i 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)， 并 根據(jù)各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比應(yīng)盡量在推薦范圍內(nèi) ， 選擇和分配各級(jí)傳動(dòng)比： 選擇錐齒輪傳動(dòng)比 1i =3，一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比為 2i = ，二級(jí)級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比為 3i =3。 行駛系統(tǒng)是靠電機(jī)帶動(dòng)一個(gè) 一級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)和兩個(gè)一 級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng) 來實(shí)現(xiàn)減速和增大扭矩，并帶動(dòng) 整個(gè) 主 軸 轉(zhuǎn) 動(dòng) 來實(shí)現(xiàn)三角 輪系的翻轉(zhuǎn) ，三角輪系的翻轉(zhuǎn) 也就實(shí)現(xiàn)了 爬樓功能。剛性輪具有較高的機(jī)械可靠性 ,較好的轉(zhuǎn)向性和環(huán)境適應(yīng)性 ,但其行駛穩(wěn)定性和耐磨損性均較差。爬樓輪式行駛系統(tǒng)均采用各輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng) ,自主工作的方式 ,同時(shí)各輪均采用彈性懸掛方式 ,故工作起來方便靈巧 ,同心性和轉(zhuǎn)向性均較好。 此 三大 系統(tǒng)共同構(gòu)成爬樓車的機(jī)械裝置部分 ， 各個(gè)系 統(tǒng)都由 相應(yīng)的電機(jī)來 驅(qū) 動(dòng)。 選擇聯(lián) 軸器 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸出軸軸徑是 22mm,以及電機(jī)軸和齒輪軸在工作中不能發(fā)生相對(duì)位移，所以選擇凸緣聯(lián)軸器。 的 設(shè) 計(jì)計(jì)算 的設(shè)計(jì)計(jì)算 （材料為 45鋼） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 ， 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 ? ?639 .5 5 1 00 .2TTTPTnWd???? ? ? 式中 : T? —— 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 aMP ； T —— 軸所受的扭矩，單位為 mmN ； TW —— 軸的抗扭截面系數(shù)，單 位為 3mm ； n —— 軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min ； P —— 軸傳遞的功率， 單位為 KW 。 ? ?P? —— 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠應(yīng)力，單位為 aMP 。經(jīng)過這次的設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多書上沒有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，也學(xué)會(huì)了如何將學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作中去。 我們每次去問 老師，他總是耐心的指導(dǎo)，面對(duì)我們所問到的問題也進(jìn)行了一絲不茍的回 答，直到我們理解為 止，并推薦一些書讓我們?nèi)ゲ椤?機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程， 2021， 29（ 3）： 1213 [8] 宋家成 。機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)基礎(chǔ)。中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志， 1994， 9(2)： 6266 [6] 武明 。 在以后的學(xué)習(xí)中，我應(yīng)該吸取教訓(xùn)，再也不能將學(xué)到的知識(shí)孤立起來，應(yīng)該多想一想學(xué)到的知識(shí)可以用到哪里，可以與其他的哪些知識(shí)聯(lián)系起來，完成 什么作用，做到融會(huì)貫通。 這段設(shè)計(jì)的時(shí)間內(nèi)，我們從方案論證報(bào)告 、前期的理論學(xué)習(xí)、到中期的計(jì)算與畫圖，后期的整理、校改，遇到了很多的困難、很多的問題，甚至有些困難是我們沒有估計(jì)到的。 m。 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（ 109a）進(jìn)行試算，即 2t131tdu1d 2. 32u []EHZKT?????????? 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （ 1）試選載荷系數(shù) tK = （ 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 51 1 1539 .5 5 1 0 /9 .5 5 1 0 9 7 .5 7 1 0 / 7 8 m m1 1 9 4 6 .1 m mT P nNN???? ? ? ?? （ 3）由表 107，小圓錐齒輪作懸臂布置， 選取齒寬系數(shù) ： d? = （ 4）由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) 1/ 218 9. 8 aEZ MP? （ 5）由圖 1021d 按齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ： lim1H? =600 aMP ； 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ： lim2H? =520 aMP （ 6）由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 1HNK =； 2HNK = （ 7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 1z =21， 2z =68 tK = 1T mmN? d? = 1/ 218 9. 8 aEZ MP? lim1H? =600 aMP lim2H? =520 aMP 13 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S = 1， 由 式 （ 1012）得 ： ? ? 1 lim11 HN HH K S?? ? = 600 aMP =540 aMP