自动机器人爬坡机-毕业论文

1、自动机器人爬坡机构及驱动设计指导老师：李春梅自动机器人爬坡机构及驱动设计电机选型底盘机构设计三维组装调试优化设计电机选型驱动方式 选用轮式驱动 轮式机器人的驱动方式可归为两类，即完整运动约束驱动和非完整运动约束驱动 。 非完整的驱动有共轴驱动，汽车式转向和三轮车式转向三种 选择最为用常见的共轴驱动电机选型 利用双电机驱动两个后轮，选用一个万向轮来控制转向以达到机器人行走转向以及爬坡的目的。 初步构造 电机选型类型选择 本课题中电机是用来驱动机器人底盘轮子转动来完成爬坡的行走过程，对速度有一定要求，需要一定的精度和平稳性，又由于爬坡机器人是用电池进行供电，因此选用直流伺服电机驱动。电机选型初步计

2、算选型号 根据课题中给定的参数，预计车体重5千克，总重量10千克，有两个驱动轮，地面摩擦系数为。选择直径D为100mm的轮子 利用T=FR /2可求出平地行走驱动轮需提供的驱动力矩为0.735 Nm电机选型课题给出的坡形对轮子受力分析，可求得单个轮子爬坡所需驱动转矩为令安全系数为，那么电机在爬坡时需要提供的转矩为1.54 Nm电机选型选择电机 因为直流电机转速较大，所以在选用其驱动时要设计相应的减速机构 。 减速机构降低转速，提高转矩。 最终选择科西亚生产的永磁直流电机 ZY80 系列中转矩0.143 Nm，转速2000 r/min的电机。电机选型电机选型验算选取减速比i14，由公式 小车行走

3、速度 ，单位为m/s 电机减速后提供的转速，单位为r/min可求得小车速度为电机选型选用开式二级齿轮减速传动 令实际传动中单级齿轮传动效率为，联轴器效率， 那么可计算出输出轴转距，小车行走速度，是可行的 底盘机构设计减速机构底盘材料底盘驱动机构各零件及安装尺寸设计减速机构开式二级齿轮传动总传动比 i=14取两级圆柱齿轮减速高速级的传动比为，那么低速级的传动比减速机构 传动草图 选取两对传动齿轮齿数选用选用m1，=20的标准圆柱直齿轮传动 Z1=20 Z2=88 Z3=28 Z4=88 标准齿轮各参数均能确定底盘材料 制作机器人的底盘结构材料常用的有以下三种：木材、塑料和金属 本课题中为了结构稳

4、定并减轻重量，底盘材料选用的是3030mm，2020mm的角铝以及30mm和20mm宽，2mm厚的铝条拼贴焊接而成 底盘驱动机构各零件及安装尺寸设计电机支座轴系零件设计合理安装减速机构轴齿轮套筒连轴器万向轮电机支座轴系零件设计1.参考二级齿轮减速器画总传动草图初步设想：电机和高速轴之间用联轴器连接输出，高速轴、中速轴、低速轴两端均用轴承支架固定，齿轮与轴用键连接，轴承用轴承支架和套筒定位 2.选择轴承 选用GB/T 276-1994 2尺寸系列6200代号的深沟球轴承 轴系零件设计3.设计三根传动轴的各部分径向尺寸 高速轴 中速轴轴系零件设计 低速轴4.选择键 根据设计的轴的径向尺寸，在需要用

5、键连接的地方选择键的种类和尺寸 合理安装减速机构 1.各轴中心 位置分布合理安装减速机构2.设计轴承支架合理安装减速机构3.选择俯视图分布 对比选择左图轴4.根据合理的分布图确定轴的轴向尺寸注意留下安装余量 轴 高速轴 中速轴 低速轴齿轮由轴和键确定齿轮内槽形状尺寸 Z1 和Z3的尺寸 Z2和Z4的尺寸套筒联轴器万向轮通过设计过程可知底座到地面之间的距离为70mm，选择适合的万向轮型号， 简单示意如右图三维组装调试底盘框架三维组装调试总装配图三维组装调试三维组装调试组装好后观察各零件之间是否存在干涉或者位置安装不合理的情况，如存在，应分析其成因，之后在保证性能指标不变的条件下调节设计相应的尺寸，消除干涉。这是一项比较繁重的工作，实际上在设计过程中由于零件较多，很难考虑的非