【導(dǎo)讀】向了室內(nèi)工作，由原來固定的人工環(huán)境逐漸的走向移動式的非人類工作環(huán)境。階段，機(jī)器人的研究已經(jīng)在研究領(lǐng)域顯的非常重要。無論是在軍事還是服務(wù)業(yè)等都。行快速有效地完成移動。輪式機(jī)器人有其明顯的特點(diǎn)，機(jī)構(gòu)簡單并且活動十分靈活。這使得輪式機(jī)器人備受青睞。另外移動機(jī)器人有全方位與非全方位兩種形式。能，其自身的輪式結(jié)構(gòu)使得在很多場合尤其具有優(yōu)越性；比如說狹窄的彎道地域，全方位機(jī)器人靈活自如，原地零半徑旋轉(zhuǎn)，很輕松的轉(zhuǎn)彎。其精準(zhǔn)的的定位功能，的貢獻(xiàn)，在其原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善功能，設(shè)計(jì)出了一種新型的機(jī)器人機(jī)構(gòu)。得機(jī)器人功能的最大化，以便于做為防爆，探索，偵查等工作的一個(gè)搭載平臺。究，提供了一個(gè)良好的平臺。此次本文提出了一個(gè)運(yùn)動控制的方案，其特有的雙向。借此來完善機(jī)器人對彎道及溝壑的越障能力。

　　

【正文】 率（ W） 扭矩（ N m） 轉(zhuǎn)速（ r/min） 電機(jī)軸 500000 Ⅰ號軸 497000 Ⅱ號軸 356000 傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 1． 齒輪類型、精度、齒數(shù)、材料的選擇 （ 1）根據(jù)所得到的條件，應(yīng)該選擇一級蝸桿傳動。 （ 2）蝸桿以及蝸輪所選用的材料為 45 號鋼進(jìn)行的調(diào)質(zhì)處理，其硬度差保持在40HBS，其選用可以大大的提高大齒輪齒面疲勞強(qiáng)度。 （ 3） 7 級精度的選擇。 （ 4）蝸輪齒數(shù)應(yīng)為 Z=49 錯誤 !未找到引用源。 ： 根據(jù)公式計(jì)算： ?? KKKdd TZ VAEH 221 29 4 0 0? （ 1）根據(jù)上式，確定各個(gè)參數(shù) ① 使用的因素試選擇 錯誤 !未找到引用源。 ； Ka為 1 ② 蝸桿所進(jìn)行的傳遞扭矩為： T2=11np = 105 = m ③根據(jù)設(shè)計(jì)手冊上的數(shù)據(jù)，選動載因素 Kv為 ； ④根據(jù)設(shè)計(jì)手冊上的數(shù)據(jù)，選載荷分布因素 Kβ 為 1； ⑤根據(jù)設(shè)計(jì)手冊上的數(shù)據(jù)，查得其所接觸疲勞強(qiáng)度極限為 amp。p 為 140 千帕 濰坊科技學(xué)院學(xué)士論文 輪式機(jī)器人設(shè)計(jì) 24 amp。p= 1 5 8 29 4 0 0 2 ????? =22900Pa140000Pa 蝸輪的齒根的彎曲強(qiáng)度的校核 ??? YYmdd KKKTFfsVA2126 6 6? ? 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊上的數(shù)據(jù)， 蝸輪綜 合齒形系數(shù)為 FSY =； ? 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊上的數(shù)據(jù)， 導(dǎo)程角系數(shù)為 ?Y = ? 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊上的數(shù)據(jù)， 齒根彎曲強(qiáng)度為 33?FP? .0 F? ???? ????? =7600Pa33000Pa 蝸桿傳動的主要尺寸的計(jì)算 表 2 圓柱蝸桿傳動幾何關(guān)系式 序號 名稱 代號 關(guān)系式 結(jié)果 1 中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 40mm 2 蝸桿頭數(shù) z1 1 3 蝸桿齒數(shù) z2 z2=iz1 49 4 齒形角 a ax=20176。或 an=20176。 20176。 5 模數(shù) m m=mx=mn/cosγ 6 傳動比 i i=n1/n2 49 7 齒數(shù)比 u u=z2/z1 49 8 蝸輪變位系數(shù) x2 x2=a/m(d1+d2)/2m 9 蝸桿直徑系數(shù) q q=d1/m 16 濰坊科技學(xué)院學(xué)士論文 輪式機(jī)器人設(shè)計(jì) 25 10 蝸桿軸向齒距 px Px=π m 11 蝸桿導(dǎo)程 pz pz=π mz1 12 蝸桿分度圓直徑 d1 d1=mq 20 13 蝸桿齒頂圓直徑 da1 da1=d1+2ha1=d1+2ha m 14 蝸桿齒根圓直徑 df1 df1=d12hf1=d1(2ha m+c) 17 15 頂隙 c c=c m 16 漸開線蝸桿基圓直徑 db1 db1=d1tan γ /1tan γb=mz1/1tanγ b 17 蝸桿齒頂高 ha1 ha1=ha m=(da1d1)/2 18 蝸桿齒根高 hf1 hf1= （ ha +c ）m=(d1df1)/2 19 蝸桿齒高 h1 h1=ha1+hf1=(da1df1)/2 20 蝸桿導(dǎo)程角 γ tanγ =mz1/d1=z1/q 176。 21 漸開線蝸桿基圓導(dǎo)程角 γ b cosγ b=cosγ cosα n 22 蝸桿齒寬 b1 z1= 時(shí) b1≥ (12+)m z1= 時(shí) b1≥ (13+)m 17 23 蝸輪分度圓直徑 d2 d2=mz2=2ad12x2m 24 蝸輪喉圓直徑 da2 da2=d2+2hf2 25 蝸輪齒根圓直徑 df2 df2=d22hf2 26 蝸輪齒頂高 ha2 ha2=（ da2d2)/2=m(h a+x2) 27 蝸輪齒根高 hf2 hf2= （ d2df2)/2=m(h ax2+c ) 28 蝸輪齒高 h2 h2=ha2+hf2=(da2df2)/2 29 蝸輪咽喉母圓半徑 rg2 rg2=ada2/2 30 蝸輪齒寬 b2 b2≥ 15 濰坊科技學(xué)院學(xué)士論文 輪式機(jī)器人設(shè)計(jì) 26 31 蝸輪齒寬角 θ θ =2arcsin（ b2/d1） 32 蝸輪軸向齒厚 sx sx=π m/2 33 蝸桿法向齒厚 sn sn=sxcosγ 34 蝸輪齒厚 st 按蝸桿節(jié)圓處軸向齒槽寬 e39。x確定 35 蝸桿節(jié)圓直徑 d39。1 d39。1=d1+2x2m=m(q+2x2) 36 蝸輪節(jié)圓直徑 d39。2 d39。2=d2 下圖表格是減速器機(jī)體的主要結(jié)構(gòu)尺 寸： 表 3 減速器機(jī)體主要結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號 尺寸關(guān)系式 結(jié)果 機(jī)座壁厚 δ 3 機(jī)蓋壁厚 δ 1 3 機(jī)座凸緣壁厚 b 機(jī)蓋凸緣壁厚 b1 1 機(jī)座底凸緣壁厚 b2 地角螺釘直徑 d5 6 地角螺釘數(shù)目 n n≥ 4 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 d2 (～ )d5 3 聯(lián)接螺栓 d2的間距 l 軸承端蓋螺釘直徑 d3 (～ )d5 3 窺視孔蓋螺釘直徑 d4 (～ )d5 3 定位銷直徑 d (～ )d2 3 d d d2 至外機(jī)壁距離 c1 3 d d2 至凸緣邊緣距離 c2 2 軸承旁凸臺半徑 R1 c2 凸臺高度 h 濰坊科技學(xué)院學(xué)士論文 輪式機(jī)器人設(shè)計(jì) 27 外機(jī)壁至軸承座端面距離 l1 c1+c2+(3～ 8) 蝸輪外圓與內(nèi)機(jī)壁距離 Δ 1 ＞ 蝸輪輪轂端面與內(nèi)機(jī)壁距離 Δ 2 ＞δ 中間軸兩傳動件的軸向距離 Δ 3 8～ 15 機(jī)蓋、機(jī)座筋厚 m m m1＞ 1 m＞ δ 軸承端蓋外徑 D2 39 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 s 下表顯示了如何確定各段軸的長度 表 4 軸各段直徑的確定 符號 確定方法及說明 d 按許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的計(jì)算方法估算，盡可能圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑（查手冊），如有外接零件（如聯(lián)軸器）， d 應(yīng)與外接零件的孔徑一致，并滿足鍵的強(qiáng)度要求。 d1 d1=d+2a a 為軸肩高度。用于軸上零件的定位和固定，通常取=a=。d1 應(yīng)符合密封元件的孔徑要求（查手冊），軸肩過渡圓角的要求查手冊。 d2 d2=d1+（ 1～ 3） mm d1 和 d2 的變 化僅為方便及區(qū)分加工表面，所以其差值可小些， d2 與滾動軸承相配，應(yīng)與軸承孔徑一致，軸徑過渡為自由表面，其圓角半徑（查手冊）。 d3 圖 b）中 ,d3=d2+(1～ 3)mm 直徑變化為區(qū)分加工表面及裝配方便，圓角半徑查手冊。 d4 圖 a）中， d4=d2+(1～ 3)mm，圖 b）中， d4=d3+(1～ 3)mm 濰坊科技學(xué)院學(xué)士論文 輪式機(jī)器人設(shè)計(jì) 28 直徑變化為區(qū)分加工表面及裝配方便，圓角半徑查手冊， d4 與齒輪相配，應(yīng)圓整為 標(biāo)準(zhǔn)直徑（查手冊）。 d5 d5=d4+2a 軸環(huán)供齒輪軸向定位和固定用， ≤ a≤ 。軸肩 a 及過渡圓角 r要求查手冊 D6 一般 d6=d2 繪制裝配圖需要的零件 裝配圖是表達(dá)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)機(jī)器總體結(jié)構(gòu)意圖的圖樣，是繪制零件工作圖，進(jìn)行機(jī)器組裝、調(diào)試、維護(hù)等環(huán)節(jié)的技術(shù)依據(jù)。要求它能正確表達(dá)機(jī)器的工作原理和裝配關(guān)系，反映出各個(gè)零件的相互位置、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。因此機(jī)器的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作一般總是從裝配圖開始進(jìn)行。而裝配圖的設(shè)計(jì)，人們通常先設(shè)計(jì)裝配草圖，然后再逐步完成整個(gè)裝配工作圖的繪制。這樣，裝配草圖的設(shè)計(jì)就是首當(dāng)其沖的重 要環(huán)節(jié)，絕大部分零件的結(jié)構(gòu)和尺寸均在此階段中確定，這就需要綜合考慮零件的強(qiáng)度、剛度、工藝、裝配、調(diào)整、潤滑以及經(jīng)濟(jì)性等各方面的要求，并需要足夠的視圖和剖視來表達(dá)清楚 [18]。設(shè)計(jì)時(shí)，既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又有強(qiáng)度等的校核計(jì)算，因此設(shè)計(jì)過程較為復(fù)雜，常常需采用邊計(jì)算、邊畫圖、邊修改的“三邊”設(shè)計(jì)方法逐步完善之。 濰坊科技學(xué)院學(xué)士論文 輪式機(jī)器人設(shè)計(jì) 29 圖 蝸桿結(jié)構(gòu)尺寸 根據(jù)尺寸畫出蝸桿軸。蝸輪。 圖 蝸桿軸 濰坊科技學(xué)院學(xué)士論文 輪式機(jī)器人設(shè)計(jì) 30 圖 蝸輪軸 圖 蝸輪濰坊科技學(xué)院學(xué)士論文 結(jié)論 31 結(jié) 論 隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，其已經(jīng)進(jìn)入到生活的各個(gè)角落，成為了社會 生活中不可或缺的一部分，本文章在基于一系列的先進(jìn)平臺上，研究一種全方位的多功能機(jī)器人，其所擁有的智能系統(tǒng)化模板為后面的繼續(xù)研究，提供了一個(gè)良好的平臺。此次本文提出了一個(gè)運(yùn)動控制的方案，并應(yīng)用于移動機(jī)器人行為控制系統(tǒng)中，有待于檢測。 本文中提到幾點(diǎn)，其主要的工作與貢獻(xiàn)分為 3點(diǎn) : 制體系的結(jié)構(gòu)來快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [22]。獨(dú)到之處是每一個(gè)模塊都是采用了獨(dú)立的微處理器來進(jìn)行的操作與完成控制和信息處理等多項(xiàng)功能，實(shí)現(xiàn)了多模塊并行，其獨(dú)立運(yùn)行， 互不干擾；模塊之間簡化了系統(tǒng)的之間的軟件設(shè)計(jì)；其易于開發(fā)，且附帶著維護(hù)及系統(tǒng)升級和功能擴(kuò)展等多項(xiàng)功能。 。智能小車機(jī)器人采用的超聲探測信息，解決了障礙物的識別與避障問題。 ，對最主要的傳動裝置進(jìn)行了主要的分析設(shè)計(jì) [23]。根據(jù)傳動工作需求，選擇了合適的電動機(jī)，再設(shè)計(jì)了一減速器以達(dá)到傳動需求。根據(jù)機(jī)器人要適應(yīng)的環(huán)境，選擇合適零部件。 濰坊科技學(xué)院學(xué)士論文 致謝 32 致 謝 濰坊科技學(xué)院學(xué)士論文 參考文獻(xiàn) 33 參 考 文 獻(xiàn) [1] Nildeep Patel, Alex Ellery. Chris Welch and Andv Curley. Preliminary analysis of mobility and suspension systems for a mars micro rover[R]. International Astronautical Congress of the International Astronautical Federation (IAF). Oct. . Houston, TX, USA. [2] 查選芳，張融甫，多足步行機(jī)器人支腿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)研究 [[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)， 1995(3):103 一 107. [3] Reid Krotkov and John Sixlegged Rover for Plaary :739747. [4] Burg J， Blazevic P. Antilock Braking and Terrain Control Concept for AllTerrain Robotic of IEEE International Conference on Robotics and Automation. 1997:14001405. [5] Steward Moorehead,Dimitrios Navigation Field Results of a Plaary Analog Robot in the 5th International Symposium on Artifical Intelligence,Robotics and Automation in : 237242. [6] Per