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JS系列 爬虫 机器人 机械 结构设计 动画 仿真 JS 系列

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六足爬虫机器人机械结构设计-含动画仿真【JS系列】,JS系列,爬虫,机器人,机械,结构设计,动画,仿真,JS,系列

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河南科技学院本科毕业论文（设计）中期进展情况检查表学生姓名杨俊班级机制052指导教师王振宁论文题目仿生态六足爬行机器人的结构设计目前已完成任务(1)制定毕业设计计划(2)查找相关文献(3)完成毕业论文开题报告(4)翻译外文资料是否符合任务书要求进度：尚需完成的任务1继续对论文材料进行组织和整理；2按照论文提纲，有步骤有计划的开展论文工作，存在问题要及时与老师沟通；3 对已完成的论文内容进行检查审核，力求把问题降到最少；4到规定的时间完成论文初稿；5 根据指导老师的指导意见和全部材料完成论文；能否按期完成论文（设计）： 存在问题和解决办法存在问题资料不足，对论文主题的研究不够透彻，且相关的理论知识还不够全面；与指导老师的交流不够充分拟采取的办法继续查找资料，加强对相关理论知识的理解和掌握，及时与指导教师沟通指导教师签 字日期年 月 日教学院长（主任）意 见 负责人签字： 年 月 日毕业论文（设计）任务书题目名称 六足爬虫机器人机械结构设计学生姓名杨俊所学专业机械设计制造及其自动化班级052指导老师姓名王振宁所学专业机电一体化 职称高级实验师完成期限2008年12月16日至2008年12月21日一、论文（设计）主要内容1. 从坊生学分析六足爬虫机器人的爬行原理,分析其爬行步态.2. 设计各个部件的CAD图3. 设计整体三维图4. 演示模拟爬行状态.二、毕业论文（设计）的基本要求1、毕业论文（设计）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有10篇左右的参考文献，正文中引用5篇以上文献，并注明文献出处，论文字数在6000字以上。2、有不少于2000汉字的与本课有关的外文资料翻译。3、毕业设计总字数在10000字以上。4、 程序清单。三、毕业（设计）论文进度安排1.2008年12月22日-2009年1月9日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成英文资料翻译和开题报告。2. 2009年2月16-2月27日（第1-2周），指导教师审核开题报告、设计方案和英文资料翻译。3. 2009年3月2日-4月24日（第3-10周），毕业设计单元部分设计。4. 2009年4月26日-5月1日（第10=11周），毕业设计中期检查。5. 2009年5月4日-5月22日（第12-14周），设计机器人零部件轮廓、生成轨迹、实体生成，整理、撰写毕业设计报告。6. 2009年5月25-6月5日（第15-16周）上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审查评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报告。河南科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称 六足爬虫机器人机械结构设计学生姓名杨俊专业机械设计制造及其自动化学号20050334218指导教师姓名王振宁所学专业机电一体化职称高级实验师完成期限 2009年2月16日至2009年2月27日一、选题的目的意义机械设计课程设计是机械设计课程培养学生设计能力的一个重要教学环节。其目的是： 1.综合运用机械设计课程及其他有关已修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，从而使这些知识得到进一步巩固，加深和扩展。2.学习和掌握通用机械零部件，机械传动及一般机械设计的基本方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力。3.提高学生在计算，制图，运用设计资料，进行经验估算，考虑技术决策等机械设计方面的基本技能以及机械CAD技术。目前，重视仿生研究是机械工程进一步发展的必经之路,随着科学技术的发展,人们可以在更精细的水平上向生物体学习,同时不能忽视仿生技术的实用化与产业化条件。对于机械工程有4个值得注意的仿生技术方向:动物运动效果的仿生、生物自生长成型的仿生、机械超前反馈的仿生与微机械研究中对于昆虫的仿生。二、国内外研究现状随着教学改革的不断深入，优秀教材层出不穷。高等工科院校机械设计制造及自动化专业的教材也在不断更新，特别是CAD/CAM技术、机电一体化、数控技术等方面的教材大量涌现。相比之下，机械结构设计方面的教材情况显得格外冷清，除“金属切削机床”外，其他教材较为罕见。而该专业的毕业生又普遍存在机械结构设计能力不强的状况，设计的工具、手段先进了，却画不出合理的结构来。对该专业来说，社会大量需求的是既掌握CAD/CAM等先进技术，又有扎实的机械结构设计基础的人才，目前的状况激起了编写本教材的热情，诚恳希望本教材能起到抛砖引玉的作用。结构设计中得到一个可行的结构方案一般并不很难。机械设计的任务是在众多的可行性方案中寻求较好的或是最好的方案。结构优化设计的前提是要能构造出大量可供优选的可能性方案，即构造出大量的优化求解空间，这也是结构设计最具创造性的地方。结构优化设计目前基本仍局限在用数理模型描述的那类问题上。而更具有潜力、更有成效的结构优化设计应建立在由工艺、材料、联接方式、形状、顺序、方位、数量、尺寸等结构设计变元所构成的结构设计解空间的基础上。三、主要研究内容1从坊生学分析六足爬虫机器人的爬行原理,分析其爬行步态利用cad软件设计六足爬虫机器人机械结构、尺寸设计。2 利用solidworks确定各个结构的实体，画出其装配图，然后进行模拟其爬行状态，测试其功能是否满足要求。3 在利用caxa软件确定加工方案，给出仿真轨迹，在生成G代码程序。4 加工出实体，装配成图纸所示实体要求。四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线1. 采用理论与实际相结合的方式并利用现有的条件来设计结构；2. 结合指导教师的教学经验来提高自己对数控机床的熟悉及其利用其加工出图纸所要求实体；3. 查阅大量的有关书籍和资料来扩充自己对数控机床的认识，提高加工的技术含量和加工效率；4. 通过多次的加工零件的实践来提出更好的加工工艺，尽量的能从生产的实际出发来进行设计；五、 主要参考文献与资料1 洪钟德.简明机械设计手册.上海：同济大学出版社，2002.2 党根茂，李集仁，骆志斌等.模具设计与制造. 西安：西安电子科技大学出版社，1995。3 孙恒，陈作模.机械原理.高等到教育出版社，2000.4 濮良贵，纪名刚.机械设计.高等教育出版社，2000.6 李志刚，夏巨谌.中国模具设计大典. 2003.7 黄毅宏，李明辉.模具制造工艺学.机械工业出版社，2003.8 廖念钊.互换性与技术测量.中国计量出版社，2000.9 曾志新，吕明机械制造技术基础. 武汉：武汉理工大学出版社,2003.10 马晓均，种均祥.画发几何及机械制图.广州：华南理工大学出版社,1998.11 吴祖育，秦鹏飞.数控机床.上海：上海科学技术出版社，2003.12毛谦德，李振湾 主编，袖珍机械设计师手册第二版，机械工业出版社.2000.1213 模具制造手册编写组. 模具制造手册. 机械工业出版社，1996六、 指导教师审批意见签名： 年 月 日六足爬虫机器人机械结构设计 机械部分 姓名 杨俊指导教师 王振宁班级 机制052 1摘要 分析仿生态六足爬行机器人步进足规划的要求和特点 参照实体机器人结构尺寸利用软件cad设计机器人结构零部件的尺寸 及其整体结构尺寸 再者利用软件solidworks进行实体零部件造型 然后进行结构装配来检查各个尺寸设计是否合理 进而更好的实现最终的设计结果 让它运动起来 在整个过程中 装配是关键 位置要求都要在装配过程中去尝试着设计关键词 仿生机器人结构设计零部件装配 2仿生态六足爬行机器人的步态爬行原理 1 足部行走模型 六足纲 昆虫多以交替的三角步态运动进行直线行走 即行走时有3条腿同时着地 另外3条腿迈步 中间腿向上提时一侧前后腿向前迈 另一侧前后腿向后摆 通过与地面之间的摩擦力来实现机器人的前进 并以一侧迈大步 另一侧迈小步的方式实现转向 项目组在对一些六足昆虫的行走过程进行观察和详细测量的基础上对其三角步态进行了优化和创新 设计了一款新型六足仿生机器人 2 步态行走原理 图2机器人步态原理图及电机安装图 前进运动时 其中一侧前后腿抬足先行向前侧摆一定角度 当其刚好落地时 中间的两腿支撑起前部实现其中四只腿着地 进而来让另一侧腿开始抬足侧摆相同的角度后落地 实现前进 后退时候的原理是同样的方式 转弯运行时 中间腿先支撑起来 进而两侧腿同时动作 一侧向前摆动 一侧向后摆动 至于摆动角度的大小则是根据转弯的弧度来决定 经过上述过程可解决机器人的转向问题 综上可知 步进过程简述 左侧前后腿侧摆然后落足 右侧腿侧摆后落足 中间腿部起到平衡身体的作用 当遇到障碍物时 中间腿部支撑起来机体 然后两侧腿部同时间侧摆 向那一侧转弯 另一侧的腿摆动的角度大一些 具体拐弯的角度大小靠两边腿部摆动的角度大小决定 腿部的摆动都是通过对三部电机的控制来实现运动 机器人整体结构示图 图2 动画演示 一侧腿的动画演示装配体1 avi装配体2 avi两侧腿的联动动画演示装配体3 avi爆炸试图动画演示装配体4 avi 3 各个部件的尺寸设计 图纸要求 1 腿部结构设计 2 主板的结构设计 3 腿与主板的连接件 4 各个零部件的实体造型 本设计中所采用的实体造型软件是solidworks 根据cad图所设计的尺寸进行造型 按照上面所设计的尺寸 及其采用的材料是4 5mm的有机玻璃板 故拉伸的厚度都为4 5mm 分别用软件进行造型实体 如下 5 设计整体三维图 6 机器人零部件的数控加工 对于它的加工所采用的材料均是有机玻璃 其厚度已经大致确定 在前面的实体造型中也考虑到 所以我采用数控铣床来加工 在加工时 所有的零件的造型都是简单的平面轮廓 因而比较容易加工 现在就拿主板的加工过程来举例说明整个加工过程 第一步 主板的尺寸设计在cad中已经确定 利用caxa软件制造工程师进行加工造型 如下 7 装配 装配就是按照设计的技术要求实现机械零件或部件的连接 把机械零件或部件组合成机器 装配是机器制造和修理的重要环节 装配是机械制造中最后决定机械产品质量的重要工艺过程 即使是全部合格的零件 如果装配不当 往往也不能形成质量合格的产品 简单的产品可由零件直接装配而成 装配工作的好坏对机器的效能 修理的工期 工作的劳力和成本等都起着非常重要的作用 装配工艺常用的装配工艺有 清洗 平衡 刮削 螺纹联接 过盈配合联接 胶接 校正等 此外 还可应用其它装配工艺 如焊接 铆接 滚边 压圈和浇铸联接等 以满足各种不同产品结构的需要 而本工艺只需要以下装配工艺 清洗 浸洗是将零件浸渍于清洗液中晃动或静置 该装配体采用的材料都是有机玻璃 其表面比较光滑 只需用清洗液清洗 然后擦干或静置即可 过盈配合联接 使配合面的尺寸公差为过盈配合的联接件能得到紧密的结合 此装配体中只有前后腿的配合要用到过盈配合 作用是来实现退步功能的初步模拟 胶接 应用工程胶粘剂和胶接工艺联接金属零件或非金属零件 对于本工艺是在机器人功能初步实现之后进行最后的组装 如腿部配合 电机垫板的固定 校正 装配过程中应用长度测量工具测量出零部件间各种配合面的形状精度如直线度和平面度等 以及零部件间的位置精度如垂直度 平行度 同轴度和对称度等 并通过调整 修配等方法达到规定的装配精度 校正是保证装配质量的重要环节 本次装配的要求不是很高 只要把电机的放置位置保证 还有连杆在运动过程中是否与中间腿部运动发生干涉 由于本次采用的材料是有机玻璃板 其厚度是很不均匀 即使是尺寸设计的合理还是要求进行修配处理 修配法 装配中依靠手工操作应用锉 磨和刮削等工艺方法改变个别零件的尺寸 形状和位置 使配合达到规定的精度 另外还有螺栓的连接 因为采用的都是光孔 故连接比较简单 方便 在连杆的连接过程中用的是钢条 不仅要保证其刚度 还要保证在与孔的配合过程中不能有太大的活动间隙 利于在电机转动一定角度时 腿部摆动也能达到要求所要求的角度 实现机器人的前进后退功能 最终的装配结果如下图所示 总结 在此次设计的过程中 培养了我的综合运用所学知识的能力 分析和解决实际中所遇到问题的能力 并且能巩固和深化我所学的专业知识 也使我学到了专业领域中一些前沿的知识 由于设备的限制没能实际加工 所以在生产中肯定有一些不足 希望老师多批评指正 致谢 本次毕业设计是在指导老师的悉心指导下完成的 指导老师具有严谨的治学态度 丰富的实践经验 在治学及做人方面使我受益匪浅 衷心感谢帮助过我的每一位老师和同学 河南科技学院2009届本科毕业论文论文题目: 六足爬虫机器人机械结构设计 （机械部分）学生姓名：杨俊所在院系：机电学院所学专业：机械设计制造及其自动化导师姓名：王振宁完成时间：2009年5月20日摘 要分析仿生态六足爬行机器人步进足规划的要求和特点，参照实体机器人结构尺寸利用软件Cad设计机器人结构零部件的尺寸，及其整 体结构尺寸；再者利用软件SolidWorks进行实体零部件造型，然后进行结构装配来检查各个尺寸设计是否合理，进而更好的实现最终的设计结果，让它运动起来。在整个过程中，装配是关键，位置要求都要在装配过程中去尝试着设计。关键词：仿生,机器人,结构设计,零部件,装配 Hexapod robot mechanical structure design of reptiles（Mechanical parts）AbstractAnalysis of bionic hexapod crawling robot stepping foot planning requirements and features, with reference to entity size robot design cad software robots the size of the structure of parts and components, and its overall structure size; Furthermore entity solidworks software components modeling, and then assembled to examine the structural design of various sizes are reasonable, and better designed to achieve the final result, with its movement. Throughout the process, the assembly is the key, the location of the requirements in the assembly process must be to try to design.keywords: Biological , Robot, Structural Design, Parts, Assembly目 录1.引言.1 2.仿生态六足爬行机器人的步态爬行原理12.1 足部行走模型12.2 步态行走原理.23. 各个部件的尺寸设计.23.1 腿步结构的设计23.2 主板的结构设计33.3 连接件的结构设计44. 各个零部件的实体造型.44.1 主板的实体造型54.2 中间腿的实体造型54.3 后腿的实体造型64.4 中间腿部连接件的实体造型.64.5 连杆的实体造型.64.6 销子的实体造型.75. 设计整体三维图.76. 机器人零部件的数控加工.87. 装配.138. 结束语.13致谢.13参考文献.141 引言仿生态六足六足爬行机器人是一种基于仿生学原理研制开发的新型足式机器人。仿生态六足六足爬行机器人比传统的轮式机器人有更好的移动性，自动化程度高，具有丰富的动力学特性。此外，足式机器人采用类似生物的爬行机构进行运动，比其它机器人具有更多的优点：它可以较易地跨过比较大的障碍（如沟、坎等），并且机器人足所具有的大量自由度可以使机器人的运动更加灵活，对凹凸不平的地形的适应能力更强；足式机器人的立足点是离散的，跟地面的接触面积较小，因而可以在可达到的地面上选择最优支撑点，即使在表面极度不规则的情况下，通过严格选择足的支撑点，也能够行走自如。因此，仿生态六足六足爬行机器人的研究已成为机器人学科中一个引人注目的研究领域1。本文在对一些六足昆虫的行走过程进行观察和详细测量的基础上设计了这款仿生态六足六足爬行机器人，它具有轮式和履带式机器人所没有的优点，在航空航天（登月，火星探测）、工农业生产（物流自动化、西部大开发、机械设备的探测和检修），军事国防等领域有广泛的应用前景。2 仿生态六足爬行机器人的步态爬行原理 2.1 足部行走模型“六足纲”昆虫多以交替的三角步态运动进行直线行走，即行走时有3条腿同时着地，另外3条腿迈步，中间腿向上提时一侧前后腿向前迈，另一侧前后腿向后摆，通过与地面之间的摩擦力来实现机器人的前进；并以一侧迈大步、另一侧迈小步的方式实现转向。项目组在对一些六足昆虫的行走过程进行观察和详细测量的基础上对其三角步态进行了优化和创新，设计了一款新型六足仿生机器人，图1为前后足部三维实体图， 图1 前后腿部结构实体图 图2 后腿结构实体图图2为中间足部三维实体图。该机器人各足均采用图1、图2所示的整体式结构，每条腿具有1个关节，1个自由度，而且一侧的前后腿用连杆连接起来，形成联动装置；另一侧则是相同，同时还要用连杆把中间的两侧腿连接起来，也形成联动装置；腿部与主板的连接靠螺栓；整机具有2个自由度，都是通过连杆和电机连接起来实现动作，其中中间两腿用于支撑，进而实现转弯和前进后退时两侧腿的前摆和后摆作用；两侧的腿实现前后摆动，进而来前进后退。控制两侧腿前进后退的电机放在主板宽阔之处，中间电机放在前面，整个机器人的功能用集成电路来实现，则是放在上面。具体结构见图3。图3 整体结构图2.2 步态行走原理图3机器人步态原理图及电机安装图，前进运动时，其中一侧前后腿抬足先行向前侧摆一定角度，当其刚好落地时，中间的两腿支撑起前部实现其中四只腿着地，进而来让另一侧腿开始抬足侧摆相同的角度后落地，实现前进；后退时候的原理是同样的方式。转弯运行时，中间腿先支撑起来，进而两侧腿同时动作，一侧向前摆动，一侧向后摆动，至于摆动角度的大小则是根据转弯的弧度来决定，经过上述过程可解决机器人的转向问题。综上可知：步进过程简述：左侧前后腿侧摆然后落足，右侧腿侧摆后落足，中间腿部起到平衡身体的作用，当遇到障碍物时，中间腿部支撑起来机体，然后两侧腿部同时间侧摆，向那一侧转弯，另一侧的腿摆动的角度大一些，具体拐弯的角度大小靠两边腿部摆动的角度大小决定。腿部的摆动都是通过对三部电机的控制来实现运动。3. 各个部件的尺寸设计3.1.腿部结构的设计根据图纸（图4中主板的尺寸大致一定）的要求及其所查资图4 设计总要求料，我选择cad软件来设计。腿部尺寸的设计不仅要满足体积小而且布局上要求具有仿生的效果，我把该机器人的腿部设计成整体式，且从美观上满足仿生效果，如图5、图6所示： 图5 前后腿尺寸设计 图6 中间腿尺寸设计如上图所示的设计尺寸只是初步的设计，具体还要根据加工材料（加工所用的材料为有机玻璃）的实际情况来确定，在最后还有可能把其中的尺寸扩大或缩小。3.2 主板的结构设计主板不仅连接腿，而且还放置电机及其电路板集成块，所以在满足参考图纸上主板尺寸的要求，还要满足功能，尽可能地让消耗材料最小化。如图7所示：图7 主板尺寸设计在上图中，左侧是尾，右侧是头部，后面并排放置两部电机，各自控制两侧的腿，通过电机的正反转来实现机器人的前进与后退，在主板的上面放置集成块电路板。3.3 腿与主板的连接件这个连接件的设计尺寸要求不是太严格，只要保证直径是5的孔的位置，以及用来放置连杆的直径是3的孔的位置即可；因为在前后腿和主板的连接时，是间接的方式，通过腿与连接件之间的粘接，然后用螺栓把连接件和主板连接起来；中间腿先和连接件用螺栓连接，然后通过配合和粘接来实现。（注：图8为前后腿连接件，图9为中间腿连接件）如图所示： 图8 前后腿连接件尺寸设计 图9 中间腿连接件尺寸设计4 各个零部件的实体造型本设计中所采用的实体造型软件是solidworks，根据cad图所设计的尺寸进行造型。4.1 主板：如图：10 图10 主板的实体造型4.2 中间退：如图11 如图11 中间腿部的实体造型 4.3 后退：如图12 如图12 前后腿的实体造型 4.4 中间腿部连接板：如图13 如图13 连接件的实体造型4.5 连杆：如图14 如图14 连杆的实体造型4.6 销子：如图15 如图15 销子的实体造型5 设计整体三维图. 根据以上零部件的尺寸设计，还有对各个零部件的实体造型，对仿生态六足爬行机器人进行软件solidworks的实体装配，进而来模拟仿生态六足爬行机器人的腿部功能，同时也可以来检查各个零部件的设计尺寸是否合适，还有通过对装配图的干涉检查（如图17）来检查整体的结构是否合适，进而达到设计要求。如图16：图16 装配图图17 干涉检查通过软件对装配图的结构检查，以及在solidworks软件上通过使用鼠标拖动机器人的腿部都能达到预计的运动要求，证明在零部件的尺寸设计上合适，且能够满足整体要求，故符合设计要求。运用软件对机器人进行动画模拟G:杨俊+毕业设计样板及资料杨俊毕业设计over装配体1.aviG:杨俊+毕业设计样板及资料杨俊毕业设计over装配体2.avi装配体3.avi装配体4.avi在solidworks软件的界面上对机器人的腿部功能的动画模拟，见上述连接：，证明了腿部的功能设计是合理而且合适的。6 机器人零部件的数控加工对于它的加工所采用的材料均是有机玻璃，其厚度已经大致确定，在前面的实体造型中也考虑到，所以我采用数控铣床来加工。在加工时，所有的零件的造型都是简单的平面轮廓，因而比较容易加工。现在就拿主板的加工过程来举例说明整个加工过程。第一步：主板的尺寸设计在cad中已经确定，利用caxa软件制造工程师进行加工造型，如图18： 图18 主板造型第二步：点击按钮，选择，这时界面出现对话框，进行参数的设置，如以下图19： 如图19 平面轮廓加工参数设置点击“确定”按钮，根据右下角提示“拾取轮廓和加工方向”，分别拾取草图轮廓，鼠标右击，出现右下角提示“拾取进刀点”、在右击出现右下角提示“拾取退刀点”，再右击，让软件自动拾取进退刀点；对于所有需要加工的轮廓都以同样的方法，最后生成如图所示的轨迹轮廓：。 图20 轨迹轮廓 第三步：生成加工轨迹。点击，选择，弹出如图所示对话框（如图21）：、 。 图21 后置设置参数设置直接点击“确定”；再点击“应用”，选择，出现存储对话框，自己选择一个文件名进行存储，同时也显示存储的位置，根据右下角提示，再右击，生成加工程序（如图22）： 图22 加工程序最后保存起来。第四步：程序的校核对于对于数控加工是非常重要的，因为它关系到加工路径是否与之前设想的一直，而且要求路径的简洁，时间短，效率高。点击，选择，出现对话框选择刚才所生成的程序名，点击确定，再次出现提示框并选择如图所示，点击确定，这时刀具的运行轨迹生成如图23：。 图23 轨迹校核7 装配装配就是按照设计的技术要求实现机械零件或部件的连接，把机械零件或部件组合成机器。装配是机器制造和修理的重要环节，装配是机械制造中最后决定机械产品质量的重要工艺过程，即使是全部合格的零件，如果装配不当，往往也不能形成质量合格的产品，简单的产品可由零件直接装配而成。装配工作的好坏对机器的效能、修理的工期、工作的劳力和成本等都起着非常重要的作用。装配工艺 常用的装配工艺有：清洗、平衡、刮削、螺纹联接、过盈配合联接、胶接、校正等。此外，还可应用其它装配工艺，如焊接，铆接，滚边，压圈和浇铸联接等，以满足各种不同产品结构的需要。而本工艺只需要以下装配工艺。清洗，浸洗是将零件浸渍于清洗液中晃动或静置。该装配体采用的材料都是有机玻璃，其表面比较光滑，只需用清洗液清洗，然后擦干或静置即可。过盈配合联接，使配合面的尺寸公差为过盈配合的联接件能得到紧密的结合。此装配体中只有前后腿的配合要用到过盈配合，作用是来实现退步功能的初步模拟。胶接，应用工程胶粘剂和胶接工艺联接金属零件或非金属零件；对于本工艺是在机器人功能初步实现之后进行最后的组装，如腿部配合、电机垫板的固定。校正，装配过程中应用长度测量工具测量出零部件间各种配合面的形状精度如直线度和平面度等，以及零部件间的位置精度如垂直度，平行度，同轴度和对称度等，并通过调整，修配等方法达到规定的装配精度。校正是保证装配质量的重要环节。本次装配的要求不是很高，只要把电机的放置位置保证，还有连杆在运动过程中是否与中间腿部运动发生干涉。由于本次采用的材料是有机玻璃板，其厚度是很不均匀，即使是尺寸设计的合理还是要求进行修配处理。修配法，装配中依靠手工操作应用锉、磨和刮削等工艺方法改变个别零件的尺寸、形状和位置，使配合达到规定的精度。另外还有螺栓的连接，因为采用的都是光孔，故连接比较简单，方便；在连杆的连接过程中用的是钢条，不仅要保证其刚度，还要保证在与孔的配合过程中不能有太大的活动间隙，利于在电机转动一定角度时，腿部摆动也能达到要求所要求的角度，实现机器人的前进后退功能。最终的装配结果如下图24所示： 图24 装配图8 结束语在研究了昆虫步态的基础上，运用仿生原理，本文提出了一种六足机器人机械结构设计的新思路，并研制了基于这种设计思路的样机。实验证明，该机器人可以实现直线运动与。在此次设计的过程中，培养了我的综合运用所学知识的能力，分析和解决实际中所遇到问题的能力，并且能巩固和深化我所学的专业知识，使我在调查研究和收集资料等方面有了显著的提高，同时在理解分析能力、制定设计计算和绘图能力方面有较大的进步；另外我的技术分析和组织工作的能力也有一定程度的提高。致谢非常感谢学院领导和老师给我提供了这次良好的深入学习的机会和宽松的学习环境。通过这次毕业设计，不但使我将大学期间所学的专业知识再次回顾学习，而且也使我学到了专业领域中一些前沿的知识。非常感谢在本次设计中曾给予我耐心指导和亲切关怀的老师及帮助过我的同学，正是由于他们的帮助和鼓励才使我能够在毕业设计过程中克服种种困难，最终顺利完成论文，他们的学识和为人也深深地影响着我。在此，请允许我再次向曾直接给予我多次指导的导师表示最忠诚的敬意！参考文献：1 龚振邦，汪勤悫等. 机器人机械设计M . 北京：电子工业出版社，1995 2 徐小云, 颜国正, 丁国清. 微型六足仿生机器人及其三角步态的研究 J.2002，10（4）：392396 3 张敏，石秀华等. 基于ADAMS的三自由度水下机械手运动学仿真J .机械设计与制造，2005（7） 4 周云松，裴以建，余江，池宗琳.双足行走机器人步态轨迹规划.云南大学学报，2006，28（1）：20265何庆.机械制造专业毕业设计指导与范例.北京：化学工业出版社，20086孙波.机械专业毕业设计宝典.西安：西安电子科技大学出版社，20087张以鹏.实用切削手册.辽宁：辽宁科学技术出版社，20078上海市金属切削技术协会.金属切削手册.上海：上海科学技术出版社，20069梁庆.模具数控铣削加工工艺分析与操作案例.北京：化学工业出版社，200710蔡汉明.新编实用数控加工手册.北京：人民邮电出版社，200811戴向国. Mastercam9.0数控加工基础教程.北京：人民邮电出版社，200412 秦爱中,徐广勋,林海华, 马锡琪.SolidWorks环境下产品设计实例J. 机床与液压 , 200513 王隆太.机械CAD/CAM技术.（第二版）M. 北京:机械工业出版社,2004 14 宋爱平.CAD/CAM技术综合实训指导书M.北京:机械工业出版社,200515 朱文华,马登哲.虚拟装配技术的应用研究J.机械设计与研究出版社,200416 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册(第二版) M.北京：清华大学，北京科技大学，200417 陈天河. 刀具选择与切削用量在数控加工中的确定J. 中国科技信息 , 2005（24）18 谢骐. 数控车削加工工艺问题的探讨J. 机床与液压 , 2007（3）19廖效果，刘又午数控技术武汉：湖北科学技术出版社2000120 杨叔子，周 济面向21世纪机械工程教学改革高等工程教育研究，2002(1)：1113、17 Computer and DesignThe computer has had a major impact on the way everyday tasks associated with design are accomplished .It can be used in many ways to do many things. However, all design tasks accomplished using a computer fall into one of four broad categories:*design modeling *design analysis*design documentation1. Design ModelingIn CAD/CAM design modeling, a geometric model of a product is developed that describes the part mathematically. This mathematical description is converted to graphic form and displayed on a cathode ray tube (CRT). The geometric model also allows the graphic image to be easily edited and manipulated once displayed.The process begins when a designer creates a graphic image using a special ICG software package. The image is created by entering commands that cause the computer to construct the image out of points, lines, circles, and curves. To create a graphic image, the computer must translate the geometric characters into a corresponding mathematical model. What appears to the designer as a graphic image is stored in the computer as a series of mathematical coordinates.As the designer issues commands to edit or manipulate a graphic image, the computer revises the mathematical model .The computer must first change the geometric model before it can change the graphic image, and it must calculate the mathematical coordinates of a geometric character before it can display that character.Graphic images are displayed in one of three formats:two-dimensional or 2-Dtwo-and-a-half-dimensional or 21/2-Dthree-dimensional or 3-DThese three formats are illustrated in Fig.2.3 , 2.4 and 2.5 .A2-D graphic image shows an orthographic(flat) representation and usually shows two or more views (e.g. ,top ,front ,and right side).A 21/2-D graphic image is an oblique representation .A 3-D graphic image may be a wireframe model or a true 3-D solid model (Fig2.6).Communication can be enhanced further when graphic images are displayed in color .Many capabilities of CAD/CAM, including finite-element analysis, wireframe 3-D, and solids modeling , are more easily understood when the graphic images areFig 1displayed in color .Specific applications such as piping drawings are also easier to read when displayed in an appropriate variety of colors .When graphic images are displayed in only one color ,it is sometimes difficult to determine when lines cross over or under ,what is near and what is far away ,what is the original image and what is the distorted image (as in the case of finite-element analysis), and which layer a given component is on .The use of color allows for a more definitive distinction between over and under ,near and far ,and original and distorted .It also helps clarify objects consisting of numerous surfaces or several component parts .2. Design Analysis The computer has simplified the design analysis stage of the design process significantly .Once a proposed design has been developed, it is necessary to analyze how it will stand up to the conditions to which it will be subjected .Such analysis methods as heat transfer and stress-strain calculations are time-consuming and complex .With CAD/CAM, special computer programs written specifically for analysis purposes are available. Fig 2 One such program that has simplified the analysis of manufactured products is called finite-element analysis .Finite-element analysis involves breaking an object up into many small rectangular or triangular elements (Fig.2.7),then analyzing each individual element by computer .This approach gives a thorough analysis that might not be feasible without the aid of a computer .It also offers the advantage of specifically pinpointing the locations of problems so that design corrections can be more easily made . With finite-element analysis , the computer must have a powerful processing capability .The computer analyzes the whole object by analyzing each individual interconnected finite element .By analyzing the response of each finite element of the object to the stress ,strain ,heat ,or other force acting on it ,the computer can predict the reaction of the whole object . Modern CAD/CAM systems with finite-element analysis capability make the process simple to achieve .Users define the area that is to be divided .The computer then automatically divides the area into the interconnected network of finite elements.Fig 3A particularly valuable characteristic of finite-element analysis is its ability to visually display the results of the analysis.For example, if a part is to be analyzed to determine how it will behave when subjected to a specified amount of stress, the computer is able superimpose the image of the stressed part over the unstressed part .In this way, the resultant distortion can be easily seen .Such visual evidence of the results can make it easier for the designer to pinpoint the necessary design changes.3. Design Review Another step in the design process that has been simplified by the computer is design review .This involves checking the accuracy of all aspects of the design .There are several ICG capabilities that make design review in CAD/CAM easier than with manual design .The first is the semiautomatic dimensioning capability of many CAD/CAM software packages .To produce a graphic image, an ICG system must first create a mathematical model .The data in this model can be used by the computer for calculating dimensions automatically .Most good CAD/CAM software packages can display these dimensions according to standard dimensioning and tolerancing practices .This means fewer dimensioning errors, a common problem with manual dimensioning.The layering capability of CAD/CAM software also simplifies design review .If a multisided printed circuit board has been designed, the traces for each successive layer can be displayed simultaneously. In this way, traces can be easily checked to ensure that all connections have been properly laid out. The layering capability can also be used to check complex piping layouts to ensure that pipes do not intersect where they should not and do intersect where they should .Good CAD/CAM systems can operate on over 250 layers.Another CAD/CAM software capability that has simplified design review is called interference checking .With this capability, mating parts can be joined on the CRT display as they would be in a final assembly. The designer can see immediately if there is interference .With interference checks, the computers zoom capability is particularly useful.Zoom allows the designers eye to move progressively closer to small, intricate details in a drawing .It gives the appearance of magnified small details so they can be seen more easily. This is particularly useful when working on complex assemblies made up of numerous small subassemblies.Some of the more advanced CAD/CAM software packages have a kinematic capability .This means they can simulate motion on a CRT display .This is particularly useful when working on a design made up of moving parts .Computer simulation in such cades takes the place of the cardboard and plastic models used by designers in the past .4. Design Documentation Design documentation is another area in which CAD/CAM offers major benefits when compared with manual drafting techniques .With CAD/CAM, the drawings needed to document the design can be produced using the database created during the design process. Five-fold improvements in drafting productivity are now common with modern CAD/CAM systems.CAD/CAM software has simplified such time-consuming drafting tasks as dimensioning, creating magnified views of intricate details, transformations (e.g., isometric, diametric, and trimetric projections),scaling , correcting errors ,and making design revisions .It also made the concept of non repetition a reality in drafting .One of the most unproductive tasks associated with manual drafting is redrawing details ,sectional views ,of other drawings that have been previously drawn .Because the computer can store the mathematical models of all drawings done on a CAD/CAM system , once drawing has been produced ,it never has to be redrawn .It can simply be called up from storage ,entered into the appropriate location in the drawing package ,and used again and again .计算机与设计 在日常工作与设计中计算机产生了重大影响，发挥很大的作用。他被应用在很多领域，做很多事情。然而，使用计算机所有完成的设计工作分为四大类： *设计建模*设计分析 *设计文件 1 .设计模型