【正文】 規(guī)定值，需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。 圖 52 電機(jī)支撐板結(jié)構(gòu)草圖經(jīng)計(jì)算，支撐板的體積為 18370 。PVC 材料的密度為 ，可算得電3m3機(jī)支撐板的質(zhì)量為 。計(jì)算小齒輪的圓周力，徑向力仿人型機(jī)器人總體及臂手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22 （51260tTFNd???5） （???6）計(jì)算支撐板上的彎矩 ????.76rMFllNm?????????電 板計(jì)算抗彎截面系數(shù) ?計(jì)算支撐板的彎曲強(qiáng)度 ???????? 所以電機(jī)支撐板的厚度選 8mm 合適。6. 仿人型機(jī)器人三維造型及運(yùn)動(dòng)仿真 仿人型機(jī)器人三維造型根據(jù)以上結(jié)構(gòu)的確定，我用 PRO/E 對(duì)仿人型機(jī)器人上所有結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維造型，用 PRO/E 造型能夠清楚的體現(xiàn)出仿人型機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)，是機(jī)械設(shè)計(jì)中建模、裝配、工程圖、仿真、分析和制造的首選工具。由于本課題設(shè)計(jì)的仿人型機(jī)器人零部件比較簡(jiǎn)單，零件的具體畫法在這不加詳細(xì)說明，下面就仿人機(jī)器人的裝配關(guān)系說明一下。本次裝配是從肩部盒開始，首先把肩部盒從已做好的三維造型中調(diào)出，再把電機(jī)支撐板也調(diào)出，之后根據(jù)裝配關(guān)系，利用元件放置約束把裝配在一起時(shí)的 4 個(gè)螺釘孔對(duì)齊，就這樣肩部盒與電機(jī)支撐板裝配完成，再把步進(jìn)電機(jī)調(diào)出，同樣也用一些約束把電機(jī)與電機(jī)支撐板裝配在一起，然后再把齒輪、軸套、軸逐個(gè)調(diào)出與裝配，就這樣一個(gè)肩部盒內(nèi)部的所以零件全部裝配結(jié)束。其余可以根據(jù)同樣的步驟把整個(gè)仿人機(jī)器人裝配起來。下圖 61 是本次設(shè)計(jì)的仿人機(jī)器人三維造型。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 202223 圖 61 仿人型機(jī)器人三維造型本課題我們?cè)O(shè)計(jì)的仿人型機(jī)器人，高 930，重 12Kg，共有 19 個(gè)自由度，其中頭部 1 個(gè)自由度，肩關(guān)節(jié) 2 個(gè)自由度，肘關(guān)節(jié) 1 個(gè)自由度，腕關(guān)節(jié) 1 個(gè)自由度，腰關(guān)節(jié) 2 個(gè)自由度，膝關(guān)節(jié) 1 個(gè)自由度，踝關(guān)節(jié) 2 個(gè)自由度。 仿人型機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真由于仿人型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模型與人體的運(yùn)動(dòng)模型是不同的，所以捕獲的人體的動(dòng)作數(shù)據(jù)不能直接應(yīng)用于仿人型機(jī)器人，需要通過運(yùn)動(dòng)學(xué)匹配將獲取的人體動(dòng)作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)約束的仿人型機(jī)器人運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。機(jī)器人上肢在空中運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)約束條件只包括關(guān)節(jié)范圍及自由度的數(shù)目。由于仿人型機(jī)器人腳與地面之間接觸的約束條件是仿人型機(jī)器人穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，因此下肢動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束條件還必須包括地面接觸約束條件。動(dòng)力學(xué)匹配是對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)匹配后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使其符合機(jī)器人動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，用來驅(qū)動(dòng)仿人型機(jī)器人完成穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的處理過程。另一方面，由于通過運(yùn)動(dòng)學(xué)匹配和動(dòng)力學(xué)匹配后得到的仿人型機(jī)器人動(dòng)作可能與人體的動(dòng)作大不相同，若要求達(dá)到以人體的動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)為樣本，使其保持與人體動(dòng)作的一致性，還要滿足動(dòng)作相似性約束條件。 仿人型機(jī)器人舞蹈運(yùn)動(dòng)分析現(xiàn)在各國(guó)研究的仿人機(jī)器人主要有跳舞機(jī)器人、步行機(jī)器人及服務(wù)機(jī)器人等，本課題設(shè)計(jì)的仿人型機(jī)器人上身主要完成舞蹈動(dòng)作。當(dāng)仿人機(jī)器人手臂達(dá)到如圖52所示時(shí)，肩部電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)180度。仿人型機(jī)器人總體及臂手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24 圖62 仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 仿人機(jī)器人重力分析如圖62所示， 、 分別是手臂和身軀的重量，、。1m2求作用在手臂與身軀上的力 ，??? 2 5假設(shè)重心在AA截面上，根據(jù)平衡方程 ????121430430FxxFx??? ??得 8m由所得結(jié)果可知，如圖62所示舞蹈動(dòng)作的重心落在一個(gè)腳上，并沒有落在腳的外側(cè)，所以腰關(guān)節(jié)不需要偏移角度也能保證仿人機(jī)器人不倒。至于一些別的舞蹈動(dòng)作，比如雙手同時(shí)向上抬起、雙手鼓掌等動(dòng)作的重心都落在整個(gè)腳上，所以腰關(guān)節(jié)也不需要偏移角度。由于我做的是仿人機(jī)器人上身，所以對(duì)于下肢的步態(tài)分析問題在這不詳細(xì)說明，但重心問題和上肢的重心分析基本一致。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2022257 結(jié)論本次設(shè)計(jì)的仿人型機(jī)器人具有類似于人的各主要關(guān)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)步行和手臂簡(jiǎn)單舞蹈等基本動(dòng)作，本次設(shè)計(jì)主要完成了以下工作：仿人型機(jī)器人的總體外形是以方形為主，且用最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)仿人機(jī)器人的基本運(yùn)動(dòng)，此仿人機(jī)器人設(shè)計(jì)成 19 個(gè)自由度。各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)用步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方式是用最為普遍的齒輪傳動(dòng)，此傳動(dòng)方式具有精度高、定位安裝方便、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。仿人機(jī)器人上的所以零件都已畫成三維圖并裝配成整體，能更好的體現(xiàn)出仿人機(jī)器人的外形，并以便運(yùn)動(dòng)仿真。著重說明了仿人機(jī)器人做舞蹈動(dòng)作時(shí)的重力分析。仿人型機(jī)器人總體及臂手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26參考文獻(xiàn)[1] [J]．機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用,2022,（5）:67.[2] [J].機(jī)器人,（6）:562568.[3] 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M] .機(jī)械工業(yè)出版社 .[4] 王旭，王積森. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M] .機(jī)械工業(yè)出版社 .[5] 錢志峰,劉蘇. 工程圖學(xué)基礎(chǔ)教程[M] .科學(xué)出版社 .[6] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 .[7] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2022.[8] 周建方. 材料力學(xué)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 .[9] [M].北京:電子工業(yè)出版社 .[10] 費(fèi)仁元,[M].北京工業(yè)大學(xué)出版社 .[11] 周伯英. 工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1995.[12] 蔡自興. 機(jī)器人學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社 1995.[13] 趙曉軍. 基于人體運(yùn)動(dòng)的仿人型機(jī)器人動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)匹配[J]. 機(jī)器人,（4）:358361.鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 202227致 謝半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的缺乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師朱龍英博士，她平時(shí)里工作繁多，但我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是朱老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤，除了敬佩朱老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的高新明同學(xué)，他在本次設(shè)計(jì)中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，如果沒有他的努力工作，此次設(shè)計(jì)的完成將變得非常困難。仿人型機(jī)器人總體及臂手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28附 錄序號(hào) 圖名 圖號(hào) 紙張 1 總裝圖 LJJROB00 A0 2 臂手部裝配圖 LJJROB0100 A0 3 手臂連接板 LJJROB0104 A4 4 固定擋板 LJJROB0108 A4 5 軸 LJJROB0109 A4 6 大臂電機(jī)盒 LJJROB0110 A3 7 肩部連接板 LJJROB0119 A3 8 軸 LJJROB0120 A3 9 電機(jī)支撐板 LJJROB0127 A4 10 前胸板 LJJROB0131 A2 11 三維造型 圖冊(cè) A4 12? A3 5202227