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大连理工大学第八届机械设计大赛立项说明书班级： 姓名： 学号： 年 月 日组长院系班级联系方式作品名称爬绳机器人组员一、 设计题目简介我们此次设计的题目叫做爬绳机器人。该机器人模仿虫蠕动的形式向上爬行，其爬行运用简单的曲柄滑块的类似机构。其中电机与曲柄固接，驱动装置运动。曲柄与连杆铰接，其一端固接了一个凸轮，而连杆的一端也固接了一个凸轮，它们是实现上爬与下爬的关键结构。通过两个凸轮的交替紧合运动，相当于夹子的张启开合，从而产生摩擦力，实现上爬与下爬的过程。（运动示意见右图）。二、功能原理设计在平面连杆机构中，能绕定轴或定点作整周回转的构件被称为曲柄。而通过改变平面四杆机构中构件的形状和运动尺寸能将其演化为不同的机构形式，就曲柄滑块机构而言，它是通过增加铰链四杆机构中摇杆的长度至无穷大而演变过来的。改机构实际上是由一曲柄一端铰接在机架上，另一端铰接一连杆，连杆的另一端联结一滑块，在曲柄为主动件运动时带动连杆，连杆又带动滑块，使其在平面某一范围内做直线往复运动（如图）。三、运动规律的设计首先，我们基于曲柄滑块机构的启示，想到了在曲柄与连杆的两端分别铰接上两个滑块，使两个滑块分别作为机架交替上升，从而实现爬绳动作。其中下滑块与曲柄相连，相应的连杆接上滑块。当装置处于状态1时，属于临界状态，上下两个凸轮处于大小半径的变换时刻。此刻，上凸轮将由小半径向大半径变换，也就是由上端松弛变为上端压紧；而此时，下端凸轮将由大半径向小半径变换，下端将放松，由于电机在不停的转动，它将带动下滑快沿着绳子向上运动，当电机转过180度时，整个装置运动到状态2。执行系统的运动简图：状态4状态5状态3状态2状态1 在状态3时，下凸轮将由小半径向大半径转变，下端将压紧绳子，而上凸轮由大半径变为小半径，将使绳子松开，此时，电机的不断转动又会推动上滑块沿着绳子向上运动，这样在电机转过了180度后，又会返回到状态1。如此反复的运动就可以实现整个装置的向上运动。 如果让电机反转，整个装置将在任意的位置按照与向上运动相同的道理沿着绳子向下运动。通过电机的正反转动，我们可以实现装置的向上与向下爬行两个动作。四、执行机构形式设计主要部件：凸轮。上凸轮：主要问题是大小半径的比例。根据状态2和状态4，由两个臂的长度得sin,所以=30度。根据图可知，大半径的有效压紧范围应该是60度。下凸轮：根据时序图可知电机旋转一周，一半时间使绳子压紧，一半时间使绳子放松，所以，下凸轮应该是180度大半径，180度小半径。上凸轮 下凸轮实施计划：
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