【正文】 佳品 , 程君實(shí) . 基于 OpenGL 的四足機(jī)器人步態(tài)仿真系統(tǒng) . 計(jì)算機(jī)工程 ,2021,28(10):53 71 7 陳學(xué)東 , 郭鴻頌 , 渡邊桂吾 . 四足機(jī)器人爬行步態(tài)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 . 機(jī)械工程學(xué)報(bào) ,2021,39(2):812 8 徐軼群 , 萬(wàn)隆君 . 四足步行機(jī)器人腿機(jī)構(gòu)及其穩(wěn)定性步態(tài)控制 . 機(jī)械科學(xué)與技術(shù) ,2021,22(1):812 9 王新杰 , 李培根 , 陳學(xué)東 陳宏娟 . 四足步行機(jī)器人關(guān)節(jié)位姿和穩(wěn)定性研究 .中國(guó)機(jī)械工程 ,16(17):15611566 10 何冬青 , 馬培蓀 . 四足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行仿真及步行穩(wěn)定性分析 . 計(jì)算機(jī)仿真 ,2021,22(2):146149 11 陳 佳品 , 程君實(shí) , 馮 萍 , 馬培蓀 , 潘俊民 , 席裕庚 . 四足機(jī)器人對(duì)角小跑步態(tài)的研究 . 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào) ,1997,31(6):1823 12 何冬青 , 馬培蓀 , 曹曦 , 曹沖振 , 于會(huì)濤 . 四足機(jī)器人對(duì)角小跑起步姿態(tài)對(duì)穩(wěn)定步行的影響 . 機(jī)器人 ,2021,26(6):530537 13 陳佳品 , 程君實(shí) , 席裕庚 . 四足機(jī)器人對(duì)角小跑直線步行的虛擬模型 . 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)報(bào) ,2021,35(12):17711775 14 吳振彪 .工業(yè)機(jī)器人 [M].武漢 :華中理工人學(xué)出版社， 1997 15 王庭樹(shù) .機(jī)器人運(yùn) 動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué) [M].西安電子科技大學(xué)出版社， 1990 河 工 大 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 27 致 謝 本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在張 老師的精心指導(dǎo)下完成的。全面的進(jìn)行了一次工具書(shū)的使用和查閱的復(fù)習(xí)習(xí)，從分析零件圖到模具的設(shè)計(jì)與裝配圖的繪制，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是在老師的指導(dǎo)下自己完成的。 本次設(shè)計(jì)最深刻的體會(huì)是實(shí)踐對(duì)于機(jī)械課程學(xué)習(xí)的重要性，也是以后應(yīng)該注意的 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)四年學(xué)習(xí)課程的一個(gè)總結(jié)，畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我系統(tǒng)地鞏固了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)課程，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我更加了解到機(jī)械設(shè)計(jì)在實(shí)際生產(chǎn)中的重要作用。 圖 18 四足仿生移動(dòng)機(jī)器人 二維裝配 圖 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè) 計(jì)給我?guī)?lái)了很大收獲，它使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)等課程的理解進(jìn)一步加深河 工 大 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 了，讓我在理論上有了很大提高。 軸承內(nèi)圈與軸的配合采用的是過(guò)度配合，軸承外圈采用的是過(guò)盈配合。承受較大軸向力的采用圓錐棍子軸承。選擇軸承的主要依據(jù)是軸承受的載荷大小、方向和性能。 mm T 為軸所受的扭矩 N 選取彎矩和扭矩大而軸徑小可能斷的截面為危險(xiǎn)截面做彎扭合成強(qiáng)度的校核計(jì)算。 河 工 大 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 圖 16 腰關(guān)節(jié)軸 剪力方程和彎矩方程 ： Fs = Fs (x ) M = M（ x） 各分力的彎矩合成方程： 軸的載荷分析圖如下： 通過(guò)以上計(jì)算得到得彎矩 M= N由上述計(jì)算可知腰關(guān)節(jié)軸承受的彎扭力矩最大，且其他軸軸徑均大于等于 20mm,若此軸滿足強(qiáng)度要求則其他軸均滿足要求。 :包角修正系數(shù) 河 工 大 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 軸壓力 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 14 帶輪 圖 15 帶輪 由于小功率低速選用鑄鋁，帶輪直徑 d1=80mm，軸孔直徑 D1=20mm，輪厚f=10mm，鍵槽寬 w=4mm，深 h=3mm,帶槽直徑 d2=8mm結(jié)構(gòu)如上圖 1 15。 初拉力 即發(fā)揮傳動(dòng)能力又保證單根帶壽命 初拉力： Q:帶質(zhì)量 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ~錯(cuò)誤 !未找到引用源。 mm 包角 由傳功比為 1 可知： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 設(shè)計(jì)第一、三條帶長(zhǎng) a1=a3=370mm, 第二條帶長(zhǎng) a2=70mm,均符合要求。 驗(yàn)算帶速 帶速的計(jì)算式為： = 確定中心距和帶長(zhǎng) 中心距 a 的大小，直接關(guān)系到傳動(dòng)尺寸和帶在單位時(shí)間內(nèi)的繞轉(zhuǎn)次數(shù)。擇小帶輪基準(zhǔn)直徑時(shí)，應(yīng)使 d1≥ dmin ，并取標(biāo)準(zhǔn)直徑 。輸出軸為 2mm，長(zhǎng)度為 12mm 河 工 大 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 4. 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 各參數(shù)設(shè)計(jì)及計(jì)算 參數(shù)設(shè)計(jì) L1 腕關(guān)節(jié)帶傳動(dòng)比為 1 L2 腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)速 Nl=5r/min 傳遞扭矩 T1= L3 功率 P1= 確定 名義傳動(dòng)功率 計(jì)算功率 PC=KAP 式中 KA工作情況系數(shù)， 取 ； PC 名義傳動(dòng)功率（ kW）。 N=1000 r/min 綜上選定電機(jī)型號(hào)參數(shù)如下： maxon 電機(jī)， Re10 系列 輸出功率 ,電壓 12V ，出轉(zhuǎn)速為 1000 轉(zhuǎn)， 015V可以使用，帶直徑 10mm的減速器 . 帶編碼器 6 根線輸出，可送編碼器的接線資料。 Tl= Tl/200*? = mN? 計(jì)算得 0P = 錯(cuò)誤 !未找到引 用源。 )錯(cuò)誤 !未找到引用源。 J2=J3=J4=J5= 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 N= 1125r/min 腕關(guān)節(jié)電機(jī)選配 參數(shù)計(jì)算 帶 ?1= 減速器 ?2= 設(shè)定腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)速 Nl=5r/min 傳動(dòng)比為 1:200 電機(jī)轉(zhuǎn)速 Nm=1000 r/min J1=m錯(cuò)誤 !未找到引用源。 Nm=Nl*300=1125r/min TL= Tl/300*? = mN? 計(jì)算得 0P = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 )錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =400 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2=45176。 N=1125r/min 膝關(guān)節(jié)電機(jī)選配 參數(shù)計(jì)算 齒輪 ?1= J4 J5 J6 帶 ?2= J2 減速器 ?3= J3 大齒輪直徑 D1=8cm J1 小齒輪直徑 D2=6cm 帶輪直徑 D1=8cm 帶長(zhǎng) L=2L2+錯(cuò)誤 !未找到引用源。 計(jì)算得 0P = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 !未找到引用源。 J1=錯(cuò) 誤 !未找到引用源。 =*錯(cuò)誤 !未找到引用源。 Nm=Nl*150=1125r/min Tl=TL/150. ? = V J1 JL=(Jl+J2)/錯(cuò)誤 !未找到引用源。 擺腳時(shí)間 t=1s 傳動(dòng)比 i=1:150 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 N=1020r/min 髖關(guān)節(jié)俯仰電機(jī)選配 俯仰參數(shù)計(jì)算 設(shè)最大擺腳 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 TP= 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 即 J1+J2： Jm5:1 Jm 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2mN? TP(啟動(dòng)最大轉(zhuǎn)矩 ) TL 以保證電機(jī)可靠運(yùn)行， TP= 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2LGD = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 l2 L3 L4 則 2LGD = 2mN? 髖關(guān)節(jié)水平旋轉(zhuǎn)電機(jī)選配 L5 由（ 31）得 0P = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 a L1 段繞 a 旋轉(zhuǎn) L1 河 工 大 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 J2=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =*錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =傳動(dòng)比定為 1/120； 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2LGD =4g(J1+J2) 10mm J1=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ① 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 /3 R= 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =120176。 電機(jī)選型有關(guān)參數(shù)計(jì)算 由于傳動(dòng)負(fù)載作回 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 河 工 大 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 負(fù)載額定的功率： ????955010 LNTP （ 31） 負(fù)載加速的功率： aLLa tNGDP ?? ?? 3 22 103577 （ 32） 負(fù)載力矩（折算到電機(jī)軸上）： lM LL TNNT ??? ? （ 33） 負(fù)載 GD（折算到電機(jī)軸上）： 222 )( lMLL GDNNGD ? （ 34） 起動(dòng)時(shí)間 ： )(375 )(22LPMLMa TT NGDGDt ? ??? （ 35） 制動(dòng)時(shí)間： )(375 )(22LPMLMd TT NGDGDt ? ??? （ 36） 0P 額定功率， KW； aP 加速功率， KW； lN 負(fù)載軸回轉(zhuǎn)速度， r/min； MN 電機(jī)軸回轉(zhuǎn)速度， r/min； lV 負(fù)載的速度， m/min； ? 減速機(jī)效率； ? 摩擦系數(shù)； lT 負(fù)載轉(zhuǎn)矩（負(fù)載軸）， mN? ； pT 電機(jī)啟動(dòng)最大轉(zhuǎn)矩， mN? ； LT 負(fù) 載轉(zhuǎn)矩（折算到電機(jī)軸上）， mN? ； 河 工 大 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 2lGD 負(fù)載的 2GD ， 2mN? ； 2LGD 負(fù)載 2GD （折算到電機(jī)軸上）， 2mN? ； 2MGD 電機(jī)的 2GD ， 2mN? ； 髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 髖部水平旋轉(zhuǎn)只存在摩擦力矩，沒(méi)有其他轉(zhuǎn)矩在回轉(zhuǎn)圓周上，則在回轉(zhuǎn)軸上有： RfGRFT fl ????? （ 37） f 滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)，取 為 ； G 負(fù)載與機(jī)械手本身的重量 總 和，取 為 1KG ； R 軸承內(nèi) 徑 ， R=10mm ； 移動(dòng)速度 帶入數(shù)據(jù)，計(jì)算得 lT =*錯(cuò)誤 !未找到引用源。使用直流伺服電機(jī)， 可以給機(jī)器人佩戴移動(dòng)電源，提高其遠(yuǎn)程可操作性 。 （ 4）直流伺服電機(jī) 在 調(diào)速特性 上 直流伺服電機(jī)具有良好 優(yōu)勢(shì) ， 它的特點(diǎn)是 相對(duì)功率大 ， 響應(yīng)速 度快且 啟動(dòng)力矩 大 ， 而 且控制技術(shù)成熟。增量式碼盤反饋 ，因其 采用 32 位 DSP 三環(huán)（速度、位置、電流） 和 16 位 CPU 全數(shù)字控制 ，可以達(dá)到很 高 的 精度。 （ 3）交流伺服電機(jī) 交流伺服電機(jī) 的價(jià)格介于 直流伺服電機(jī) 和 步進(jìn)電機(jī) 之間，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小 而且 運(yùn)行可靠，使用 起來(lái) 維修方便。 （ 2）液壓伺服馬達(dá) 液壓伺服馬達(dá)負(fù)載能力 很 大 ，且 具有較大的功率 密度 ， 其在保證 抓住重負(fù)載不 下 滑 的同時(shí) ， 能實(shí)現(xiàn) 精度較高定位 和 平穩(wěn) 的 運(yùn)動(dòng)，從關(guān)鍵技術(shù) 包括體積、重量 等的 要