家用遥控机器人设计机械创新毕业设计论文参考

家用遥控机器人设计说明书 指导教师 设计者 华中科技大学 目录 机器人功能用途简介及工作原理机器人总图设计方案 要求及尺寸选择1 手臂部分2 底盘部分3 内部结构心得与体会 功能简介该机器人使用电机驱动 用遥控器控制 机器人由轮子驱动可以在室内进行简单的行走 机器人的手臂可以伸缩 并可以抓取小件物品 机器人的身体可以上下升降 以抓取不同高度的物品 用途简介该机器人设计用于室内或较平整的场所 由遥控器控制来抓取小件物品 主要用于老幼病弱在家中取水 药品 及毛巾等 该机器人设计用于室内或较平整的场所 由遥控器控制来抓取小件物品 主要用于老幼病弱在家中取水 药品 及毛巾等 工作原理该机器人主要由三部分组成 手臂部分 主体部分 底盘部分 手臂部分是该机器人设计的主要部分 其大致分为手臂连杆机构 手爪部分 滑块及固定杆 滑块在固定杆上移动 推动手臂连杆机构作相应的运动 连杆机构可以作前后伸缩 左右摆动 手爪部分用于抓取物品 利用钢丝绳传动 主体部分是利用马达传动 供给手臂部分以运动的动力 主体内部依靠齿轮系变换传动比 并用丝杆与底盘相连 靠丝杆的转动来使主体部分上升下降 底盘部分也是利用马达传动 靠轮子的运动使机器人相对于地面运动 并能实现转弯 底盘通过导杆及丝杆与主体相连 目录 机器人总图 目录 设计方案 要求及尺寸选择手臂部分 目录 机构简介手臂部分通过三个四杆机构并联组合来达到传动要求 AF BC DE EJ四杆构成的四杆机构主要完成手臂的前后伸缩功能 通过B点沿固定杆的上下移动来达到手臂协调地前后运动 而AH 固定杆 垂直 HG GF AF四杆主要是控制GF杆在任何时候都为垂直 这样可将GF杆也视为固定杆 通过GFJI这个平行四边形使得手爪永远都是水平放置的 a构件为蜗杆 它通过与固连在固定杆上的蜗轮之间的传动来调节手臂的左右摆动 b构件为圆盘 实际为曲柄 他调节B点的上下移动 C构件也为曲柄 它通过钢丝绳来调节手爪的抓取动作 设计方案1 手爪部分采用类似自行车刹的结构 用钢丝绳传动 减少了机构的复杂度 也可采用油压传动控制手爪 则会增加制造成本和维护费用 或采用连杆机构传动 由于手臂中间有一个弯曲 力的传动比较难以实现 并且这样机构就显得复杂得多 另外一个方案是用两根丝绳控制 一根控制手爪的抓紧 另一根控制松开 但这样很明显会增加部件 且抓紧时力度不易控制 2 手臂部分采用三个四杆机构 要实现手臂的上下转动 若采用齿轮实现 见图 则其力学性能不好 不能承受大的力矩 并且前臂的动作很难控制与后臂协调 从伞中得到启发 采用一个平行四边形四杆机构 可以得到很大的扭矩 并且前后手臂运动非常协调 3 手爪要使其水平放置 才有利于抓取易打翻的物品 若将手爪直接焊接在前臂上 见图 显然不能保持水平 因此 采用两个平行四边形机构实现其水平 4 手臂的转动则是采用固定导杆的转动实现 并且采用蜗轮蜗杆传动 有良好的自锁性能 机构简单且传动比合适 5 B点处的滑块结构如右图所示 滑块分为上下两部分 上下滑块间有磙子 B点处的连杆为手臂部分的连杆 在推杆的作用下 下滑块将作上下移动 且推动上滑块作上下移 而上滑块还将随固定杆转动 磙子起分离两滑块运动的作用 设计尺寸运动要求 设定手臂的运动范围在如下图所示的120度范围内 机构尺寸 设定AC 10cm BC 15cm AF HG 25cm CD EF 5cm CF DE 15cm GF AH 5cm GI FJ 20cm 蜗杆n 150r min 蜗轮Z 25 则n 6r min 则 B点的运动范围为距离A点6cm至24cm范围内 H 18cm 因此 圆盘b的最小直径至少为18cm 手爪长度为10cm 内有橡皮 手爪上弹簧的强度系数为k 0 5 底盘部分 目录 机构简介底盘是一个简化了的普通汽车底盘 它靠后轮驱动 前轮控制转向 动力是由电动机提供的 后轮驱动系统主要是由一个行星齿轮系控制 它能够使得两个轮胎的转角不同 从而能顺利实现转弯 并且它由蜗轮蜗杆控制 使得转速稳定 且能够实现自锁 防止发动机停转后车轮继续运动 前轮转向系统主要是由一个等腰梯形机构控制 通过一系列齿轮的减速作用 控制蜗轮缓漫转动 而通过蜗轮的转动来控制等腰梯形 从而使得前轮两轮胎的转角不同 顺利实现转弯 设计方案对于转向系来说 可以设计为矩形的转向机构 但矩形机构转向两轮是平行的 因而轮子会产生滑动摩擦 但等腰梯形转向机构则可以保证两轮法线交于后轮的延长线上 只产生滚动摩擦 后轮采用差速器也是考虑到防止轮子发生滑动摩擦 减少寿命 同时采用蜗轮蜗杆 而不直接采用齿轮传动 实现即停 设计参数设计参数1 底盘后轮的转速设计为30转 分 电机转速为750转 分 电机到后轮的传动比为1 25 蜗轮6齿数为25 差速器传动比均为1 1 2 转弯时转速为5转 分 传动比为1 160 3 Z1 20 Z2 40 Z3 20 Z4 40 蜗轮5齿数为40 内部结构 目录 机构简介内部由电动机带动 在齿轮系的传动作用下 使得蜗杆a 圆盘b c 各自完成相应的动作 齿轮齿数简述如下 模数M 4mm 齿数Z1 20 Z2 60 Z2 30 Z2 20 Z2 18 Z3 40 Z3 27 Z4 20 Z5 Z6 Z6 Z7 20 Z7 Z7 25 Z8 Z9 25 Z10 50 Z11 35 电机转速设定为N 750r min 传动比 从电机到丝杆 d 为7 5 1 从电机到蜗杆 a 为10 1 从电机到圆盘 b 为243 1 从电机到圆盘 c 为243 1 设计方案为了减小转速 使用了齿轮系传动 因为要求最终转速非常小 采用行星齿轮系的传动 使得传动比大大增加 而且减小了占用空间 行齿轮的传动比i2 5 n2 nH 1 Z3Z4 Z2 Z3 为了使主体部分能相对于底盘升降 采用了丝杆传动 魏博涛在这不长的设计过程中 我学会了很多 我以前以为机械设计是一件很容易的事情 但实际上并非如此 如果要把每一个细节都搞得清清楚楚 每一个小问题都不放过 如果要把每一个机构都设计得最优 那还是要动一点脑筋的 有时候甚至想破脑壳 仅仅为了一个小问题 仅仅为了有一点点不满意的地方 比如说手臂的水平问题 起初想找一个水平基面 就在前臂上做了一个平行四边形的四杆机构 后来经过仔细考虑 发现这样并不能保证手臂的完全水平 只有另外找一个垂直基面 用了两个四杆机构 才保证手爪的始终水平 正所谓看事容易做事难 一个小设计况且如此 大东西就可见一斑了 从设计中 我对机械原理和各种机构的功能与作用的理解更加深刻 为了实现某些功能 我要思考到底是用连杆机构呢 还是凸轮机构 传动是采用齿轮好还是蜗轮蜗杆好 在参数设计过程中 我对各种部件的基本参数及其之间的换算关系有了更加深刻的认识 同时从图书馆的书中得到了许多课本以外的东西 在设计中 我懂得了互相协作的精神 光靠一个人的力量是做不好也做不成事情的 只有大家分工合作 才可以在短期内完成一项大的工作 只有大家一起出点子 才能把工作做的最好 机械是一个很巧妙的东西 只要善于动脑筋 就可以让他为我们做事 目录 心得与体会 杨雁群经过十天的机械设计实践 我体会了创业与创新的艰辛 丰富的想象力 巧妙的构思需要我们自己动手来实现 俗话说 三个和尚没水喝 但我认为 只要合理的分工合作 三个臭皮匠必然能凑成个诸葛亮 我经过了对 的学习 初步了解了一些关于机械方面的知识 经过这次机械设计 我更加理解了这方面的知识 学以至用 用中求新 机械设计不是一个简单零件的拼凑 它给了我们一个自己动脑 自己动手的机会 使我懂得只有动脑与动手的结合 才能使自己的理想变为现实 理论与实践缺一不可 刚开始时 我以为做一个机构实在太简单了 在设计中才发现在脑中酝酿的机械构造并不一定行得通 只有通过动手运用已学的机械学规律才能正确确定机械结构 方案的确定只是机械设计的开始一步 画示意图也是对AUTOCAD的更一步熟悉 有时在考虑尺寸大小时 示意图需要大幅度改动 才能符合要求 于是又重画 如此反复多次 真正创业的艰辛就可想而知了 十天的机械设计相对于我们以后的工作生涯来说是短暂的 但它又是重要的 它使我们在步入社会前 参加工作前 对工作有了一个初步的接触和认识 为毕业时快速适应工作奠定了基础 陈跃华在这次机械设计中 我不仅对机械原理有了更加深刻的认识 而且对他有关方面的知识也有了进一步的认识 多种思维方法导致了设计方案的多种多样 但要确定一种最佳方案确实要花一点工夫 我们这一组经过了多方面的考虑 花了几天时间最终才确定了这种方案 其中也从身边不同事物中吸取精华 采用了如伞的机构原理来设计手臂机构 从自行车中得到体会 确定了手爪抓取物品的控制方案 其中走了许多弯路 也是深有感触 手臂机构的方案就花了好长时间 走了不少的路 饶来饶去最终确定方案 确定方案以后