【導(dǎo)讀】中，一些小的人造的和擬人的傀儡絕對地服從其主人的命令。稱為“機器人”。該單詞起源于捷克語“ROBOTA”。意思是“強制的勞動”。機器人的組成與人類相似。舉例說，人搬運某一物體的運動過程中可。用圖所示的方塊圖來說明。首先，人聽到外部的命令或用眼睛看到外。部的指令，并由眼睛測量出距離。感覺到這種信息經(jīng)過感覺神經(jīng)送到大腦。大腦命令手抓起物體，同時指令腳移動到所要求到達的地點，一般包括以下幾個部分見圖：

　　

【正文】 輪的參數(shù) 在整個行走裝置中，直齒輪的作用，主要是傳遞動力。根據(jù)行走機構(gòu)的 結(jié)構(gòu)和尺寸限制，同時為了減小零件的個數(shù)和降低成本，才用兩個完全相同的直齒輪，齒頂高系數(shù) h*a=頂隙系數(shù) c*=。齒數(shù) z=40，模數(shù) mn=.蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 具體參數(shù)如下： （ 1） 分度圓直徑： d1=mz=*40=100 （ 2） 齒頂高： ha=h*am=1*= （ 3） 齒根高： hf=（ h*a+c*） m=(1+)*= （ 4） 全齒高： h=ha+hf=+= （ 5） 齒頂圓 直徑： da1=d+2ha=100+2*=105mm （ 6） 齒根圓直徑： df1=d12hf=1002*= （ 7） 齒厚： s=π m/2=*247。 2= （ 8） 齒根寬： e=π m/2=*（ 9） 中心距： a=d=100mm （ 10） 頂隙： c=c*m=*= 撐開機構(gòu)和放大桿組的設(shè)計 撐開機構(gòu)采用絲杠螺母和放大桿組的結(jié)合，來適應(yīng)管徑的變化。通過作 圖法來模擬最小、最大管徑時的情況。 最后量出各桿件的長度： 撐開桿桿長： lc=200mm。 放大桿 桿長： lf=300mm（由于在其之上安裝了壓力彈簧，其實際桿長為330—— 380mm）。 鉸接處的位置：在放大桿組 90mm 處。 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 操作臂的設(shè)計 操作臂包括吸塵器的操作臂和拉開卸料門的桿件機構(gòu)。 （ 1） 吸塵器操作臂的設(shè)計 由于管道的管徑是變化的，同時灰塵主要分布在管道底部，所以要求操作臂要能適應(yīng)管徑的變化，不僅要在最小管徑中能工作，也要在管徑最大時也能正常工作。根據(jù)這些要求，設(shè)計了具有兩個平面自由度的桿件機構(gòu)來實現(xiàn)。 其各個桿件的參數(shù)零件圖。其驅(qū)動電機采用 MAXON 的直流伺服電機。功率為 120W。 （ 2） 卸料門的拉開桿件的設(shè)計 當(dāng)垃圾箱裝滿時，重量能達到 ，同時電機的驅(qū)動功率 120W，驅(qū)動力較??；所以，在設(shè)計時采用“死點”的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)卸料門的開合。 工作原理：當(dāng)卸料門閉合式，連桿處于死點位置 即位置 1，這是無論在卸料門上施加多大的力，卸料門也不會打開；當(dāng)灰塵裝滿時，驅(qū)動電機通電，讓連桿 轉(zhuǎn)動，從而破壞死點的狀態(tài)，在灰塵的重力和連桿的拉力下，卸料門打開。當(dāng)灰塵傾倒完后，連桿 逆向轉(zhuǎn)動，推動連桿向上移動從而使卸料門閉合，從而回到位置 1。 其結(jié)構(gòu)簡 圖 各個桿件的長度，根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)尺寸，采用作圖法計算出桿件 的長度。 其參數(shù)如下： 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 連桿 LAB： LAB=700mm 連桿 LBC： LBC=150mm 連桿 lCD： LCD=120mm 第四章 控制原理的設(shè)計 控制原理的分析和設(shè)計 我們擬將兩對光電傳感器（記為 Ga 組和 Gb 組）分別置于本管道清潔 機器人前后兩側(cè)從而在前進或后退時都可以檢測行徑前方有無障礙物從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。見 下面 示意圖： A B D C ω 位置 2 位置 1 卸料門 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 將一對超聲波測距傳感器（記為 Ca 和 Cb）置于本管道清潔機器人車體前后適應(yīng)位置，用來檢測其前進或后退時管徑的變化情況，以使 CPU 驅(qū)動相關(guān)電機做出相應(yīng)的動作。 另外，將一個光電傳感器（記為 GC）置于吸塵裝置下方適應(yīng)位置，用來檢測下方管壁 上的灰塵是否已清潔干凈；又將一個壓力傳感器（記為 YL）置于垃圾箱底板適當(dāng)位置，用來檢測垃圾箱是否已經(jīng)裝滿，從而使本管道情節(jié)機器人停止繼續(xù)清灰塵轉(zhuǎn)而倒垃圾。另外一個超聲波傳感器（記為 CC）置于裝灰塵的垃圾箱下方適應(yīng)位置，在垃圾箱裝滿后通過檢測前方一定距離范圍內(nèi)有沒有障礙物來判斷清潔口是否已經(jīng)打開，從而使 CPU 驅(qū)動相關(guān)電動機作出傾倒灰塵的動作；再將一個霍爾轉(zhuǎn)數(shù)檢測傳感器（記為 HE）置于履帶輪軸附近適當(dāng)位 置，用來檢測置于履帶輪軸上的磁極的旋轉(zhuǎn)信號，從而測出履帶輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)，進而通過 CPU 計算出本管道清潔機器人前進的距離。 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 于是，控制過程實現(xiàn)過程如下： ① 吸塵器工作開始清潔灰塵，光電傳感器 GA 組、 GC、超聲波傳 感器 CA 以及壓力傳感器 YL 和霍爾轉(zhuǎn)數(shù)檢測傳感器 HE 工作實時檢測收集各信息； ② 一旦光電傳感器 GC 檢測到吸塵裝置下方的灰塵清理干凈，則 CPU 發(fā)送指令驅(qū)動主運動電機組（記為 ZDJ）工作，即機器人 。又當(dāng) GC檢測到吸塵裝置下方又有灰塵則 CPU 再次發(fā)送指令使主電機組停止工作重新開始過程①； ③ ①、②步驟重復(fù)運行一段 時間后，機器人的垃圾箱裝滿了灰塵， 這時候置于垃圾箱底部的壓力傳感器就把檢測到的信號 傳遞給 CPU，則 CPU發(fā)送指令令吸塵器和運動電機停止前進，同時停止接收霍爾轉(zhuǎn)數(shù)檢測傳感器HE 的數(shù)據(jù)，并開始判斷本管道清潔機器人所走過的路程是否小于 25m。若是則運行步驟④，若否則運行步驟⑤； ④ CPU 發(fā)送指令使主運動電機反轉(zhuǎn)即令機器人后退，并且開始 收 超聲波傳感器 CC 的信號，以判斷是否已經(jīng)請接口上方（超聲波傳感器 CC位置一定要放恰當(dāng)，以使垃圾能 完全從請接口倒出 ） ，若否則繼續(xù)本步驟，若是則運行步驟 ⑥ ； ⑤ CPU 發(fā)送指令使主運動電機 正傳即令機器人前進，并且開始 收 超聲破傳感器 CC 的信號，以判斷是否已到請接口上方，若否則繼續(xù)運行本步驟，則運行步驟⑥； ⑥ CPU 再發(fā)送指令停止運動電機，即使機器人停下，然后驅(qū)動 圾 箱開關(guān)電動機打開垃圾箱來傾倒灰塵。期間，一旦壓力傳感器檢測到灰塵已蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 經(jīng)倒完，則再驅(qū)動垃圾箱開關(guān)電動機關(guān)閉垃圾箱。然后 CPU 發(fā)送指令使機器人反向運動并且停止接收超聲波 CC 的信號而開始接收光電傳感器 GC 的信號以判斷是否已回到上次清潔干凈的位置。若是，則重新開始運行步驟①，若 否則繼續(xù)移動、檢測。 ⑦ 當(dāng)本管道清潔機器人前進過程中 CPU 要光電傳感 器組 GA 的實 時信號，一旦檢測到前方有彎道則命令兩主運動電機產(chǎn)生速度差從而轉(zhuǎn)彎道；而當(dāng)后退過程中則要接收光電傳感器組 GB的實時信號，以使本管道清潔機器人能在后退時也順利轉(zhuǎn)過彎道。同樣的，在前進過程中還要檢測管徑的變化，通過超聲波 傳感器 CA 收集的距離信息來使本管道清潔機器人自動適應(yīng)管徑的變化；后退時則是通過超聲波傳感器 CB 來檢測信號從而使本管道清潔機器人在后退時也能自動適應(yīng)管徑的變化。從而使其順利地完成工作。 主要控制流程圖： 主要的控制流程圖，見圖（一）： 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 開始 初始化 吸塵并停 止前進 管徑適應(yīng)子程序 1 轉(zhuǎn)彎子程序 1 倒煙灰子程序 是否干凈 是否裝滿 是否變徑管 是否轉(zhuǎn)彎 前進并記錄轉(zhuǎn)數(shù) Y Y N N N N Y Y 主程序流程圖 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 致 謝