機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)-89機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)例(編輯修改稿)
2025-03-08 12:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方案，包括現(xiàn)有的聯(lián)軸器方案和具有創(chuàng)新原理結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器方案，舉例說明如圖 7－ 11下圖所示的一款新結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器，還有圖 7－ 12所示的上、下兩款不同的新款結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器。 圖 7－ 10 圖 7－ 11 圖 7－ 12 第五節(jié) 過載保護(hù)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 7－ 13所示的偏心輪連桿機(jī)構(gòu)。主動(dòng)輪 1通過偏心輪 2驅(qū)動(dòng)連桿頭 3。連桿 4將運(yùn)動(dòng)傳遞給搖臂 5，從而驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸 6。要求設(shè)計(jì)一個(gè)功能可靠、制造方便的過載保護(hù)裝置，它可使得當(dāng)從動(dòng)軸過載時(shí)，連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和力的傳遞中斷，但主動(dòng)軸仍可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，要求過載中斷以后，該裝置容易恢復(fù)到先前狀態(tài)。過載精度為177。 3%，主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 50r/min，轉(zhuǎn)矩 400N178。m ，生產(chǎn)批量 2臺(tái)。 在以上偏心輪中設(shè)計(jì)過載保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)方案有許多。從功能結(jié)構(gòu)層次上看，可將過載保護(hù)裝置安置在不同的構(gòu)件上，比如可以安置在主動(dòng)軸上、連桿鉸鏈、從動(dòng)軸上。這里只討論過載保護(hù)裝置安置于主動(dòng)軸的情況。從物理原理層次上看，有機(jī)械式、電動(dòng)式、液壓式、氣壓式和電磁式等多種方式，這里只討論簡(jiǎn)單的機(jī)械式。盡管如此限制設(shè)計(jì)方案空間，但通過功能分析，仍可得到 8種基本結(jié)構(gòu)方案（見圖 7－ 14）。 圖 7－ 14 以可靠的功能，方便裝配、調(diào)節(jié)，較少的磨損和較低的噪聲等為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，從上述 8個(gè)可能性方案中優(yōu)選出圖 7－ 14d、 f、 h所示 3種較好的結(jié)構(gòu)方案。以此 3種方案作為基本結(jié)構(gòu)，運(yùn)用變?cè)?，?duì)每個(gè)基本結(jié)構(gòu)再作變化，又可得到 8種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新方案（如圖 7－ 15）。 上述過載保護(hù)裝置的 16種結(jié)構(gòu)方案從物理原理的角度看，不外乎是變形和摩擦兩種，絕大部分的差異僅僅是結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上的差異。圖 7－ 15c（上）在 16個(gè)方案中是最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但通過變?cè)?，仍可繼續(xù)改進(jìn)，如圖 7－ 15下 ae五個(gè)結(jié)構(gòu)。 圖 7－ 15 第九章 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)例 機(jī)器人的研制 自行車的演變與發(fā)展 機(jī)器人的研制 1. 機(jī)器人簡(jiǎn)介 機(jī)器人是 20世紀(jì)中后期發(fā)展起來的一個(gè)跨學(xué)科的高科技產(chǎn)品，它涉及到機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、傳感、控制、驅(qū)動(dòng)、材料、人工智能等多門學(xué)科，已形成機(jī)器人工程這一專門研究領(lǐng)域。 機(jī)器人的“成長(zhǎng)”過程就是計(jì)算機(jī)、傳感器、和各種機(jī)構(gòu)等系統(tǒng)的創(chuàng)造、改進(jìn)與綜合配置的過程。 （ 1）機(jī)器人的“大腦” 機(jī)器人的“大腦”就是計(jì)算機(jī)，或稱電腦?，F(xiàn)在廣為使用的電腦屬于具有邏輯思維能力的計(jì)算機(jī)，也就是說目前機(jī)器人的大腦僅具有邏輯思維能力。 但現(xiàn)在關(guān)于形象思維能力的計(jì)算機(jī)研制已經(jīng)有所突破，即被稱為神經(jīng)計(jì)算機(jī)。若機(jī)器人采用了具有邏輯思維和形象思維的兩種計(jì)算機(jī)，其大腦就會(huì)像人一樣產(chǎn)生靈感、直覺和感情，就會(huì)成為高級(jí)智能機(jī)器人。 （ 2）機(jī)器人的手臂和手 機(jī)器人的手和手臂是機(jī)器人最早發(fā)展部位。它雖然沒有人手靈活，但發(fā)展趨勢(shì)其功能卻會(huì)超過人手。因其手指可以設(shè)計(jì)成任意指數(shù)；其手臂可以設(shè)計(jì)成任意長(zhǎng)度或節(jié)數(shù)；握力和臂力也可以根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；觸覺與靈巧性也在不斷提高?，F(xiàn)在已經(jīng)研制出三指九關(guān)節(jié)靈巧手，它可完成復(fù)雜、精密的裝配，進(jìn)行細(xì)微的操作。 （ 3）機(jī)器人的行走 機(jī)器人的行走方式有輪式、履帶式和步行式。前兩種適合較好路面，而后一種適合較差路面。為適應(yīng)各種情況，可采用幾種方式并行。 機(jī)器人雖處于學(xué)步階段，但已顯示出超越人的行走能力的特征。它可以在垂直平面上，天花板上行走。當(dāng)然這種在壁面上行走要具備吸附功能與移動(dòng)功能，目前吸附多采用真空吸附與電磁吸附。我國(guó)哈爾濱科技大學(xué)研制了一種永磁吸附輪、履帶復(fù)合式移動(dòng)機(jī)構(gòu)。 （ 4）機(jī)器人的眼睛 研究機(jī)器人的眼睛有兩種方法： ? 用攝像機(jī)輸入圖像，然后用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行圖像 識(shí)別與分析； ? 建立模擬生物眼系統(tǒng)，這是與神經(jīng)計(jì)算機(jī)相配合 的視覺系統(tǒng)。硅視網(wǎng)膜是新型機(jī)器眼，硅視網(wǎng)膜 由一系列光學(xué)傳感器組成，每個(gè)傳感器覆蓋一小 部分圖像區(qū)，其功能與人眼的功能十分相似。 （ 5）機(jī)器人的鼻子 嗅覺研究難度較大，因它不僅與探測(cè)的化學(xué)組成有關(guān)，還與環(huán)境有關(guān)，而環(huán)境是隨時(shí)變化的。 但近幾年已有所突破，現(xiàn)在開發(fā)的鼻子是依靠以電子芯片為基礎(chǔ)的大量聚合物來鑒別各種氣味，并給出數(shù)字顯示的結(jié)果。它對(duì)每種氣味都會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的“鑒別圖譜”，并以此作
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