四足行走小车的设计

四足行走小车的设计摘要四足行走小车是当今足式机械研究发展的一个分支，因其在载重、稳定性方面比两足好，在结构方面比六足、八足简单，所以受到众多海内外科研人员的关注。四足行走小车往大的方面可以应用到星球探索、工厂生产线以及战场输送物资等；往小的方面来讲也可作为模型小玩具，帮助孩子在简单装配过程中获得乐趣以及提高孩子的动手能力。本课题研制的四足行走小车采用直流单电机驱动，运用齿轮传动机构将运动传输和分配给四组四连杆行走机构。行走机构的运动模仿马匹的迈步动作，采用对角线运动一致的原则进行设计，经由曲柄摇杆机构带动腿部机构的运动，实现小车的交替行走。此四连杆行走机构杆长根据足部行走轨迹要求利用图解法设计出来。关键词：四足行走，小车，连杆机构，图解法THEDESIGNOFWALKINGMACHINEWITHFOURLEGSAbstractThequadrupedwalkingcarriageisabranchoffootmechanicalresearchanddevelopment,becauseoftheload,stabilitybetterthantwofeet,instructurethansixeightfeet,sothefourwalkingcarriagearousedtheattentionofmanyresearchersathomeandabroad.Four-leggedwalkingcarriagetothelargesidecanbeappliedtoplanetaryexploration,factoryproductionlinesandbattlefieldsdeliveryofsupplies;tosmallintermsbutalsoasamodelforsmalltoystohelpchildrenhavefuninasimpleassemblyprocessandimprovethechildsability.Thisprojectdevelopedfour-leggedsinglecarDCmotordrive,theuseofthegeartransmissionmechanismmotiontransmissionanddistributiontothefourgroupsoffour-barlinkagerunninggear.Sportsrunninggearimitatehorsesmoveaction,consistentprinciplediagonalmovementdesignedtodrivethemovementofthelegmechanismviarockermechanism,realizethecaralternatingwalking.Thisfour-barlinkagemechanismleverlengthwalkingfootwalkingtracksdesignedaccordingtotherequirementsofusegraphicalmethod.Keywords:quadrupedwalking,carriage,linkage,graphicmethod目录1绪论.11.1引言.11.2发展概况.11.2.1国内发展概况.21.2.2国外发展状况.31.3课题背景.51.3.1课题来源.51.3.2实际应用价值.51.4目的以及课题研究内容.62四足小车的整体结构设计.72.1小车整体结构设计的理论分析.72.2小车腿部方案的介绍.72.2.1方案比较.82.2.2腿部方案的选定.92.3小车整体结构布置方案.92.4小结.103腿部四杆机构的设计.113.1轨迹设计.113.2四杆机构设计的相关知识.113.2.1曲柄摇杆机构.123.2.2曲柄存在条件.123.2.3急回运动特性和行程速比K.123.2.4压力角与传动角.133.2.5死角.143.2.6铰链四杆机构的运动连续性.143.2.7按预定轨迹设计四杆机构.153.3杆长的设计及计算.153.3.1杆长设计方案介绍与比较.153.3.2作图法设计四杆长度.153.3.3验证机构的最小传动角.173.3.4运动分析.183.4小结.204传动方案及电机选择.204.1电机的选择.214.2齿轮传动系统的设计.214.3杆件的布局.224.4减速箱的布局.235小车零配件的选择以及加工.245.1四杆机构各杆件的尺寸设计.255.2关键零部件材料.265.3关键零部件加工.285.4小结.29小结.29致谢.32参考文献.33译文及原文.3311绪论1.1引言四足行走小车是当如今足式机械研究发展的一个的分支，因其在载重、稳定性方面比两足好，在结构方面比六足、八足简单，所以受到众多科研人员的关注。四足行走小车往大的方面可以用作星球探索、工厂生产线以及战场输送物资的作用；往小的方面来讲也可以作为模型小玩具供孩子使用，帮助孩子在简单装配过程中获得乐趣以及提高孩子的动手能力。本课题四足行走小车的设计的来源正是导师参照现如今研究火热的足式机器人，进而挑选的适合本科生动手设计并自己加工制作的毕业设计课题。设计要求包括对四足行走小车的行走机构、传动机构的选型与设计，动力驱动形式的选择，四足行走小车整体结构的设计，以及小车的加工制作。主要的目的在于机械原理课程理论知识的具体运用，从而加深理解和掌握，同时培养学生设计能力及加工制作能力。1.2发展概况行走机械的运动方式大概有这几种：足式、轮式、履带式。轮式机械比较适合平坦的地面，适于高速运动，但遇到较为复杂的路况则凸显了其弱点；履带式则可适用于凹凸不平的地面，适于中低速运动，但遇到障碍物则无法通行；足式机械相对于前两者而言，不管是其越障能力还是运动的灵活性都是较强的。四足机械又是足式机械中设计结构简单，载重能力等各方面都比较优秀的一种，在航空航天、工业生产、战地救援等方面有更多的应用。1四足足式机器人腿部关节的驱动方式大致有这三种:电驱动、连杆驱动、气体驱动以及液压驱动等。著名的美国波士顿动力工程公司研制的小狗机器人2LittleDog的腿部关节就是采用电机驱动的典型，采用电机驱动的好处是使得关节处十分灵活，缺点是无法准确快速预测下一时刻关节的负载，所以腿部关节用电机驱动的机器人大多摇摇晃晃，平稳性受影响而腿部采用液压驱动的日本东京工业大学研制的TITAN-V以及美国的Bigdog则在大多数情况下可以处在动态平稳当中，正是由于液压系统的适应能力起到了决定性的作用。1.2.1国内发展概况国内四足机械最早的原型应当是三国时期诸葛亮用于运送粮草的“木牛流马”，我国于八十年代开始对四足机器深入研究，发展至今也是有了一定的积累。以仿生马为原型研制的JTUWM-系列的四足行走机器人2在1996年上海交通大学实验室被研制出来，如图1所示，该机器人每条腿的足部都装有测力传感器，可以反馈并调整使之稳定行走，时速可达1.7km/h。这可以说是当时在四足机器人研究方面的一个非常显著的进步，成为了足式机器人在国内研究开发中比较著名的一台样机。图1JTUWM-机器人哈尔滨工业大学研制的HIT-HYBTOR（图2）采用的是腿轮式结构，足端增加了四个可以独立驱动的轮子，该机器融合了轮式机械以及足式机械的优点，它的运动方式更加多样3，在不同的环境下可以自由切换两种运动方式，使得3机器人可以持续稳定、不受地面环境变化地行走。图2HIT-HYBTOR机器人北京汉库机器人技术有限公司研制的BIO-12四足机器人（图3），全身有12个自由度，最大跨越高度约为100mm4,这个机构选用的是强度、刚度比较优良的材料，对崎岖地形具有极强的适应力。相较于其他足式机器人样机而言，最大的特点应该是在跨越障碍物方面的提升，优良的材料也是该机器样机更接近于仿生对象的一个跳跃。图3BIO-12机器人1.2.2国外发展状况国外十九世纪由Rygg设计的“机械马”，也是人类对足式行走机械的早4期探索，现今国外最具代表性的四足行走机器人是卡耐基梅隆大学研发的Tekken5，美国俄亥俄州立大学研发的四足机器人KOLT，以及美国CarnegieMellon大学与BostonDynamics公司等联合研制的LittleDog和BigDog10等.日本东京工业大学研制的TITAN-V（如图4）最大的特点是其避障绕行的特点，采用的是直动型腿机构，上楼速度可达5cm/s。相比于其它足式机器人样机，TITAN-V的避障能力比较优越，采取的是一个绕行的方式也是其一个特色。图4TITAN-V机器人04年美国波士顿动力工程公司研制的小狗机器人LittleDog(如图5)以四条腿的高敏捷性而著称，能够像动物一样灵活地避障，遍布全身的电动机以及自带的PC级处理器和覆盖全身的传感器是小狗敏捷运动的重要凭借。传感器对LittleDog进行全方位的检测包括发动机的状态、关节部位以及足底与地面的接触状况。可以说LittleDog是当前敏捷程度方面最为接近仿生对象的足式机器人，但是其他方面还有很长的路要走，与真正仿生对象还是有一定的距离，要完全吸收仿生对象身上全部的优点，然后转化在LittleDog身上还有一定的困难，需要研究者们慢慢摸索。5图5LittleDogBigDog（如图5）用的不是轮子而是依靠四条“铁腿”行走5，这个四足机器人在遭到外来撞击时稍作休整能继续行走。BigDog可以在战场环境中发挥巨大的用处，在战场上给士兵提供食物、弹药等物资。其身上搭载的是汽油发动机，用作动力源。BigDog是目前来说最像动物的仿生机器人，其腿部的关节是深度模仿了仿生对象腿部关节的作用，具有减震以及释能的特点。美军尤其看重大狗的负重行走能力，即使大狗机器人在极其复杂的环境里负重100公斤左右的东西也是没有什么问题的。目前唯一的缺点大狗的动力部分采用的汽油发动机，会有一定的噪音以及影响受环境影响的因素提升，降低了可靠性。图5BigDog机器人61.3课题背景1.3.1课题来源我的课题四足行走小车的设计的来源即导师所给，参考当前足式机器人的火热研究，所确定的适合本科毕业生的课题。1.3.2实际应用价值据可靠调查,在地球上相当一部分地面并不适合于轮式或履带式小车行走,但是多足生物却能在这些地区如履平地6。因此,足式小车与轮式及履带式小车相比具有比较大的优势。足式小车对崎岖路面具适应性强,足式小车的立足点是一个个离散的点,可以调整整体的姿态在可能到达的地面选择最为有效的支撑点。四足小车又是足式小车当中的佼佼者，因此四足行走小车受到广大研究人员的重视,已经成为机器人研究中一个引人注目的研究领域。足式小车同样可以制作成开发智力的模型玩具，小孩子在成长阶段通过自己动手制作足式小车不仅能收获快乐而且可以锻炼发展孩子的动手能力以及眼与肢体的协调能力。相信足式小车模型会比其他成品玩加具有市场价值，受到家长孩子们的喜爱。四足行走小车被认为是最佳的足式小车的形式，四足交替行走小车比两足行走小车的承载能力强、稳定性好,在结构上和控制上来说比六足和八足行走小车更加简易，将在各个领域有更加深入的应用。因其开发四足机器人的研究过程中涉及交叉了许多学科，并不仅仅是机械方面的学科，开发的过程当中也是对其他学科发展的一个不同程度地促进。四足机器人的开发成本以及难度来说也是较同类多足机器人当中比较小的，花费相对较少的科研成本以及降低科研难度来达到最终的对于仿生对象身上可取优点的完美移植。之后的足式机器的研究方向势必更加侧重于四足机器领域的研究开发，最大程度得开发其使用价值，在各个领域进行应用。71.4目的以及课题研究内容通过此次毕业设计，可以丰富学生在足式机器人研究领域的知识储备；加强学生的理论知识以及锻炼其解决实际问题的能力；综合训练学生在调查研究、查阅文献和收集资料方面的能力；提高对研究成果的总结提炼和撰写科技论文的能力等，加强学生的实践动手能力，解决实际问题的能力。本次设计的研究内容涵盖以下内容：（1）设计驱动四足行走的四连杆机构，实现机器人的平稳行走；（2）用Solidworks进行运动系统的仿真，验证机构是否干涉、机构运动的可行性；（3）设计小车的整体结构，选择电机和传动方式；（4）购买所需材料，进行小车的加工制作，装配调试；(5)撰写论文。2四足小车的整体结构设计此章节主要设计小车的整体结构，包括减速箱的安装位置，以及腿部机构在车体的位置等。2.1小车整体结构设计的理论分析此次设计的过程分为方案设计、腿部杆件尺寸设计、软件仿真是否干涉、小车整体结构布局、加工制作。花费不少的时间参考了各种仿生机器人相关的研究资料，为本次课题想了不少的方案。确定方案之后，具体的四杆机构的杆件的尺寸设计也是其中的难点，因对于机械原理中依据轨迹来设计平面连杆机8构知识的欠缺，参考了机械原理课本中根据理论轨迹来设计连杆杆长。小车的整体结构布局较为简易，为了后面实物加工制作的方便。传动系统设计主要是通过单电机-减速箱-曲柄摇杆来分配到各组四杆机构上面主要应用的理论知识有:机械原理当中平面四杆机构的设计方法、机械设计当中齿轮传动系统的设计、互换性与技术测量中的尺寸公差配合关系等知识。2.2小车腿部方案的介绍经过大量资料的整理，最后挑选了两种方案：方案1：在车身左侧采用两个刚性连接的曲柄摇杆机构，车身右侧只需要用连杆把相对应的腿连接起来，满足对角线一致的原则。图6四足行走机械方案2：采用曲柄摇杆的四连杆机构，同侧前后腿共用一个曲柄。左右曲柄之间相差180度，使得对角线足部的轨迹相同。9图7四足连杆机构2.2.1方案比较上述两种方案，两种方案原理大致相同，都是采用曲柄摇杆机构用作主要传动机构。第一种方案杆件层数比较多，体积相对庞大，且通过一侧驱动，平稳性有待考证；第二种则更像仿生四足动物，且杆件布局较清晰，运行时的稳定性相对第一种方案应当是比较好的。综上所述，取用第二种方案作为本次课题腿部的设计方案。2.2.2腿部方案的选定这个方案的原理即采用对角线原则，前后两对足同步运动。四条腿的轨迹是一样的，只是安装的相位不同。每条腿的轨迹都是由一段直线跟一段曲线组成，在一组脚跨步的时候形成的是曲线轨迹，另一组则支撑在地面上则行程一条直线静止的轨迹，然后两组腿交替迈步，类似于动物行走运动。2.3小车整体结构布置方案小车的整体布局见图8行走小车俯视图，图9行走小车正视图。10图8小车整体结构俯视图图9小车整体结构正视图2.4小结小车整体结构设计中选取一台直流电机来做动力部分，为了设计的简单一点，为后面的实物制作作铺垫。传动机构根据杆件尺寸以及设计的转速可以确定，四组连杆机构可以通过曲柄摇杆机构加在一根主轴上驱动，其余各轴均是从动轴，通过直流减速电机经由主轴把动力分配到各连杆上。113腿部四杆机构的设计本章主要对腿部运动执行机构进行设计，通过已设定的理论足部轨迹来设计四杆杆长，并利用软件仿真验证轨迹的可行性以及设计结果的正确性。3.1轨迹设计足部的轨迹是一条封闭的曲线当动物身体作为参考系坐标远点时，曲线分为直线段与弯曲段，直线段对应的是动物行进当中足部静止支撑身体的阶段；弯曲段则是动物在迈步的过程。如图10所示，把动物足部轨迹曲线一圈作为一个周期，那么直线段可以定义为支撑段，弯曲段定义为迈步段。据生物学上的研究，足部支撑时间占到半个周期以上才能在前进当中更好得调整身体的稳定程度。12图10足部轨迹图对于行走机械来说，足部轨迹曲线在机构对地面的适应能力和前进当中的稳定程度有很大的影响，所以应当认真考虑。下面依据仿生的角度给出小车足部的理轮轨迹要求：（1）足部轨迹曲线须是一条封闭并且圆滑的曲线；（2）为了保持重心的稳定，足部轨迹曲线的静止段曲线应接近于直线段；（3）为了提升机器的跨越障碍物的能力，足部轨迹曲线的跨越高度要大；（4）为了增加迈步的前进长度，足部轨迹曲线的迈步要长；3.2四杆机构设计的相关知识3.2.1曲柄摇杆机构铰链四杆机构的两根连架杆中倘若存在一根是曲柄另一根是摇杆则称其为曲柄摇杆机构（crank-rockermechanism）7。3.2.2曲柄存在条件曲柄存在的条件是:（1）连架杆或机架是最短杆；13（2）满足杆长条件倘若四杆机构不满足杆长条件的话，就不存在曲柄，两连架杆都是摇杆。倘若最短杆为机架，那么是双曲柄机构；倘若机架的相邻杆件是最短杆，那么是曲柄摇杆机构；倘若取机架是最短杆，那么则是双摇杆机构。基于以上原则，最短杆与机架相连，并且满足杆长条件则是曲柄摇杆机构。3.2.3急回运动特性和行程速比K当曲柄是主动杆作匀速运动，摇杆则作往复速率不一致的摆动，其中定义正行程是平均速率较小的行程；范形成是平均速率较大的行程。这种正反行程速率不想等的特性我们称之为急回运动特性。图11曲柄摇杆机构如图9所示，曲柄作主动轴转动时，摇杆来回摆动的左右两边的极限位置时连杆相对应位置所夹成锐角称之为极位夹角，根据行程速比系数的定义有：（3-1）otcvK180212（3-2）80o（1）若存在急回特性，那么不能等于零。14（2）因为是锐角，故理论上K可以最大为3。实际工程中K1.4，因为被最小传动角所限制。常根据K值来对有急回特性要求的机构算出角，随之再确定杆长。3.2.4压力角与传动角F与两者所夹的锐角称之为压力角，用来表示；传动角是压力角的余角，t用来表示。随着曲柄的转动，曲柄摇杆机构的传动角跟着变化。的大小与机械的效率成正比关系，为了使大于40，所以我们在设计曲柄摇杆机构时需要对进行验算。min分析如下：如图所示，BD是ADB与BCD的公共边（3-3）cos2cos2324121llll3241132coscosll（3-4）15可证得：倘若机架上A点和点D都在在C、C连线的一边，那么时，o0，得到最小值等于的最小值；min机架上A点和D点位于CC连线的异侧时，那么时的最大，得o180=180-。即连杆与摇杆所夹的最小锐角当曲柄为主动件时的曲柄摇杆机构。3.2.5死角在图9所示的曲柄摇杆机构当中，设摇杆D为主动件，那么连杆和2C2CB从动曲柄A共线时，机构的=,此时D通过连杆作用在A上的力正好2BO02通过回转中心，因此出现了使得杆件A“顶死”的现象8，这种位置叫做死2B点。3.2.6铰链四杆机构的运动连续性所谓的连杆机构的运动连续性，是指连杆的运动过程当中是否依次按顺序经过给定的各个点位。曲柄摇杆机构中，当曲柄AB连续转动时，摇杆CD能够在或范围内来回往复摆动。或的范围称为机构的可行域，和的333范围称为机构的不可行域。连杆设计当中，不能要求从动件在两个各自独立的可行域中连续运动，连杆机构的这种运动称之为错位不连续。在连杆机构运动的时候，经过连杆曲线上的各点位置的顺序一般是固定的，若原动件不能按次序通过各点位，那么这也是一种运动不连续，称之为错序不连续。16在设计连杆机构当中，必须检查设计的连杆机构是否存在错位不连续、错序不连续。3.2.7按预定轨迹设计四杆机构如果要按照预定轨迹上的五个点位来设计的话，则只能在给定轨迹线上取五个点来进行设计，也就是这些点经过四杆机构的某一连杆曲线。在设计当中用到了反转法原理和点位归并。3.3杆长的设计及计算3.3.1杆长设计方案介绍与比较平面四杆机构设计方法探析平面四杆机构的设计方法有作图法、解析法和实验法三种。用作图法来设计四杆机构就是要利用铰链间的相对运动的关系，想方设法通过几何关系确定铰链的位置，从而推出杆的长度。优点显而易见，即直观、简单、快速，当然也存在不足，相较于解析法而言精度上差了点。用解析法来设计四杆机构是通过已知变量来对解析式求解的方法得出四杆机构的尺寸，通常采用计算机辅助求解，因其复杂程度较高。解析法的优点是精度高，但解法比较繁琐复杂。实验法的话比作图法更复杂，比解析法精度上差。通过比较这三种方法，我认为作图法是适于本人在这次毕业设计当中用来设计杆长的。173.3.2作图法设计四杆长度图12四杆尺寸设计图已知条件：如图12所示，设计要求的理论轨迹为，在理论轨迹Mf上依次取点、Mf)5.10,36()5.107,2(M)1,39()1,5(4，尝试来设计此四连杆机构。)10,6(5设计过程：181）固定铰链点A、D的确定。为了在设计当中能够进行点位归并，在5个点当中取两个相对的点（譬如与、与），分别作它们的中垂线1M524和，两中垂线的交点即为固定铰链D。为了确认另外的一个固定铰链A，15l24通过点D作一条射线，然后再作一条射线、（其中射线与之间的夹0a1a20a1角为的一半，即=；射线与之间的夹角为51M1525101的一半，即=）；在射线上选取作为活动铰链，这42244DMB样就作为连杆上的一个标线，在射线上找到,使通过的=1B2a22M2，然后作点与的中垂线，中垂线和的交点就是所求的固定铰链12B0A。依次按照的长度通过点、在以A为圆心的圆上找到相应345的、。可证，两组对点与、与分别关于AD对称。3B451B242）活动铰链C的确定。可以通过机构反转法来确定点C的位置。可以求出固定铰链D的另外4个对应的位置、，可知两组对应点的2D345D重合，所以由D（）、（）三点分别作中垂线，中垂线的交点534即为活动铰链。这样AD即是所求的四杆机构。1C1B因为射线与在射线上的可选择性导致有无数解的产生。在通过多0a11a次的选取射线的位置以及在射线上的位置试验作图，最终得到了满足的1杆长，尺寸如下所示：A=10mm,1BCD=38mm,C=46mm,1BAD=57mm,19C=58mm，四杆长度满足A+AD=10+57CD+C=38+46。1M1B1B3.3.3验证机构的最小传动角依据上面的传动角的公式（3-4），当曲柄AB与AD重叠共线或者是拉直共线时，即有极值9。（3-5）obcad246382)1057(rcos2)(arcosDCB21（3-6）84.1)(arcs)(arcs222c可得最小传动角，通常情况下要求，为的是保证机构的84.1min0min良好传动性，此机构虽然单个四杆机构的传动角不利于良好地传动，但是左右两侧四个四连杆机构互相弥补传动上的不足，整体上机构仍然可以展现良好的传动性。在曲柄摇杆机构中，倘若机构出现了死点位置则对机构是很不利的，应采取相应的办法来使得机构避过死点位置。本次设计正是考虑到这一点所以设计了两套机构巧妙得错开死点位置，让整个机械连续运行。3.3.4运动分析通过作图法求得的四杆机构的尺寸与轨迹曲线之后，得到完整的四连杆机构，经过Solidworks软件Motion模块进行仿真得出此次求得的连杆机构是可以满足设计需求的。图13为足部轨迹图，表1为观察点的坐标。20图13足部轨迹图下面的表1给出了四杆机构运动仿真中得出的观察点、1M、的坐标。2M345表1观察点的坐标点位中误差=1M22)()(yx=22).10938.(85.370.=0.73点位中误差=2M22)9.106345.().794.6(21=0.63点位中误差=3M22)4.109875.().3874.(=1.57点位中误差=422)64.107.()4.537.2(=1.32点位中误差=5M22)9.103847.()6.4273.6(=1.65经过计算判断，本设计结果与理论设计轨迹误差较小，此机构的设计结构是正确的。3.4小结本章节设计了行走小车的腿部四杆机构，按照小车行进的理论轨迹来设计杆长，然后通过软件仿真验证了设计结果的正确性。224传动方案及电机选择本章节设计小车的传动方案以及动力装置电机的选择。4.1电机的选择为了简化加工制作过程，选取的是130直流电机，该电机多用在玩具，其具体参数如下：【电压范围】1-6V【额定电压】3V【参考电流】0.35-0.4A【3V转速】17000-18000rpm【3V空载电流】350mA【3V堵截电流】1.3A【轴径】2mm【轴长】9mm【重量】14.24g4.2齿轮传动系统的设计23也采用130减速箱，通过齿轮两级减速，达到减速比为1：94。其中第一级直齿轮与冠齿之间简易啮合，齿轮传动减速比为=4.375；第12iw12z835二级两渐开线直齿圆柱齿轮之间的啮合,齿轮减速比为=21.49。I=*=4.37521.49=94。32iw23z81712i312z3四足行走小车主轴的转速为n=17000/94=181r/min。可以满足小车的运行要求。图14为齿轮传动系统示意图，图15为130减速箱爆炸图。图14齿轮传动系统示意图24图15130减速箱爆炸图4.3杆件的布局把各个杆件尽量放置在不同平面来避免杆件运动中发生干涉的现象，不可避免会使机构变复杂，传动性能降低。所以我们必须多方面慎重考虑杆件的布局，具体要求如下：（1）相邻两杆不能安置在同一平面内；（2）凡是有可能发生干涉的杆件要放置在不同的平面内；（3）在保证机构正常运转的情况下，总的空间层数越少越好。如下图所示：25图16杆件分布状况4.4减速箱的布局减速箱内有四足行走小车的主要传动杆件以及动力源。箱体的设计对于小车整体而言也是十分重要的一个环节，不仅是起到固定支撑各个传动零件，还起到了密封以及安全保护的作用，确保内部重要的传动零件不受外界多变环境的干扰而影响整个小车的运转。箱体内部通常还涂有润滑剂，润滑各个齿轮以及轴等内部的零件。26图17减速箱构造图275小车零配件的选择以及加工本章节主要介绍了小车各部分零件的具体尺寸及加工方式。5.1四杆机构各杆件的尺寸设计机架杆AD的尺寸如图18所示：图18机架杆AD摇杆CD的尺寸如图19所示：图19摇杆CD28连杆BCM的尺寸如图20所示：图20连杆BCM车身的尺寸如图21所示：29图21车身5.2关键零部件材料小车的车身采用的是有机玻璃板，有机玻璃板的特高强度、刚度、高机械强度、优良耐候性、良好的加工性能、无毒等特别是本次设计采用的原因。如图22是有机玻璃板示意图。图22有机玻璃板四杆机构腿部以及腿部与车身连接部位均采用塑料条，塑料条的低成本、耐用、抗腐蚀是本次设计采用的原因，如图23是塑料条示意图。30图23塑料条用来连接杆件之间的周转副采用的是M3*16的销钉，图24是销钉示意图。31图24M3*16销钉5.3关键零部件加工车身的材料有机玻璃板（2*54*156mm）通过锯子切割而成；腿部机构采用的塑料条通过锯子切割成3种尺寸（4*12*38mm/4*12*46mm/4*12*58mm），小车的制作共选用了12个M3*12螺栓以及配套螺母，2个M3*18的螺栓及配套螺母，2个带有六边轴的曲柄摇杆，10个M3*16的销钉，一个130电机以及配套的减速比为1：94的减速箱。有机玻璃板车身经由锯子切割，玻璃板上的螺纹孔是经由直径为3mm的钻头的电钻钻孔而成；腿部各杆之间是由销钉连接而成的；带有130马达的130减速箱用两个M3*18mm的螺栓与相应的螺母固定在有机玻璃板身下面，电池盒则用双面胶贴在车身上面保持小车整体平衡。32小车整体造型如图25所示：图25四足行走小车5.4小结本章节主要给出了小车各部分零件的尺寸，以及零部件的选材以及加工。33小结“岁月如箭，时光如梭”，四年大学生活犹如夜空中的流星转瞬即逝。回顾这段人生中最美好的时光，想想自己的得失，不仅发人深思。再过几个星期，我们就要各奔东西，大江南北，长城内外，都会有同学们的身影。俗话说“失去的才是最美好的”，的确是这样的，这是我想每个人心里也许都会发出这样的感慨！在我们心中不仅是同学，更重要的是在四年当中无私培育我们的恩师。他们不辞辛苦的工作，无私的奉献，为把我们培养成一个合格的大学生付出了艰辛的努力，我们由衷的感谢他们，真诚地道一句：老师，您辛苦了！毕业设计是我们在大学期间完成的最后一次作业，也是我们走向工作岗位的桥梁，在此过程中，各个方面我们都会得到锻炼和提高，特别是实践与动手能力的培养。理论与实践相结合，这是我们应当大力提倡的学习方法，而这次毕业设计为们提供了一个舞台，为我们快速进入工作状态提供了一次难得的机会。在这次毕业设计中，我的指导老师为我们提供了极大的帮助与指导，为我们顺利完成这次毕业设计打下了坚实的基础。指导老师的谆谆教导和敬业精神、无私的奉献精神与严谨的治学精神深深感染了我们每一个人。在这次设计中，34我们不仅学到了知识，更重要的收获是积极乐观的态度，做人的道理和严谨的治学精神与团结协作的团队精神，这对我们以后来说无疑是一笔巨大的财富。允许我再一次向指导老师以及在毕业设计当中给予我们帮助的老师和我的同组成员表示诚挚的谢意！致谢“锲而不舍，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。”经过二个多月的马拉松式的紧张设计，随着这份设计说明书的收笔也即将告35捷。回想起设计的过程，酸甜酸苦辣一言难尽。虽然时间的紧迫和就业的压力始终徘徊在设计的过程中，但毕竟收获的喜悦还是胜过了工作的幸劳。非常庆幸能在毕业之际交上一份令自己满意的答卷。本次毕业设计课题内容覆盖面广。涉及到机械、液压、电气控制等多门主干课程，通过认真实习、调查、分析、研究、查阅大量参考资料，顺利地完成了此次的毕业设计。这次的设计中，我也发现自己在基础课和专业课上存在的缺陷，在指导老师的悉心指导和同组同学的帮助下，我也逐渐地弥补自己的缺陷，努力将自己的设计做好。通过此次毕业设计，我了解和掌握了组合机床设计的基本要求、步骤、方法及应考虑的有关问题，并巩固和深化了大学三年中几乎所有专业知识，培养了科学的思维、工作方式和理论联系实际的能力，更是体会到了相互协作的工作精神，给即将踏上工作岗位的我们起到一次很好地实战练兵演习，为将来的工作打下基础。在本次设计中，全部由教授指导，指导老师工作细致，严谨治学，不仅在设计中给予我极大的帮助，指导我完成工作，还教给我许多做人的道理：“多读书，求甚解”，“活到老，学到老”，我感受很深，不懂不可怕，重要努力去弄懂。指导老师作为一位硕士生导师，教给我们这些做人做事的道理，在以后的生活工作中都是非常有用的，在此表示深沉地谢意！同时，借此机会谨向教诲过我的老36师们表示深深地谢意；向在身后一如既往地支持我的父母表示深深地谢意；向在设计过程中关心和帮助我的同学表示深深地谢意！由于本人设计经验不足，不妥之处在所难免，水平亦有限，恳请各位老师批评指正。37参考文献1张文宇.四足机器人斜面全方位静态步行及稳定性分析D.中国海洋大学:张文宇,2009.2宋扬.平面移动关节四足机器人结构设计与步行方法研究D.哈尔滨大学:宋扬,2009.3王鹏飞.四足机器人稳定行走规划及控制技术研D.哈尔滨:王鹏飞,2007.4范甜甜.小型四足机器人步态规划与运动稳定控制的初步研究D.南京大学:范甜甜,2013.5程爱祥.六足机器人非结构化地形下步态生成与腿部控制研究D.哈尔滨工业大学:程爱祥,2014.6马东兴.四足机器人步态规划与仿真D.南京航空航天大学:马东兴,2008.7孙桓，陈作模，葛恩杰.机械原理（第八版）.北京：高等教育出版社，20138程引正.平面四杆机构死点问题探讨及应用J.机械研究与应用,2010,(3):55-569邓建党.平面曲柄摇杆机构最小传动角的确定J.湖南工业职业技术学院学报,2008,(2):15-1610WoodenD,MalchanoM,BlankespoorK,etal.AutononmousNavigationforBigDogC.IEEEInternationalConferenceonRoboticsandAutomation.Anchorage,USA,2010:4736-4741.11P.Birkmeyer,K.Peterson,R.S.Fearing,DASH:ADynamic16gHexapedalRobot,IEEE/RSJInternationalConferenceonIntelligentRobotsandSystems,Louis,38USA,ap.2683-2689,2009.39译文及原文40附录ThenewadvancedmanufacturingtechnologydevelopmentSummary:Thispaperhaspresentedtheproblemsfacingtodaysmanufacturingtechnology，advancedmanufacturingdiscussedintheforefrontofscience，andavisionforthefuturedevelopmentofadvancedmanufacturingtechnology.Keyword：Advancedmanufacturingtechnologies;Frontierscience;ApplicationsprospectsModernmanufacturingisanimportantpillarofthenationaleconomyandoverallnationalstrengthanditsGDPaccountedforageneralnationalGDP20%55%.Inthecompositionofacountrysbusinessproductivity，manufacturingtechnologyaround60%ofthegeneralrole.Expertsbelievethatthevariouscountriesintheworldeconomiccompetition，mainlymanufacturingtechnologyc