【《某四足消防机器人的三维模型建模分析案例》2200字】

某四足消防机器人的三维模型建模分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u19880某四足消防机器人的三维模型建模分析案例 177171.1.电机连接部件零件的建模 179091.2.四足消防机器人的腿部零部件的建模 3291021.2.1.小腿三维结构建模 3141151.2.2.大腿的三维结构建模 3139551.2.3.带轮轴的结构建模 4280561.3.其余零部件的结构建模 5315951.3.1.四足消防机器人机身的结构建模 51741.3.2.四足消防机器人消防安装装置的结构建模 6196801.4.四足消防机器人整体建模展示 6本次建模所用软件为Solidworks三维建模软件。电机连接部件零件的建模首先是髋关节的连接，髋关节连接主要是A轴电机与H轴电机的连接及电机1与电机2的连接。由于传动关系为电机1输出的转动将电机2与整个腿部进行扭转，两个电机的方向不同，为互相垂直，故需要一个弧面将电机2连接，从而实现转动。其连接则考虑采用螺栓连接，将髋关节连接的零件与电机2螺栓连接，另一头则采用轴连接，电机1传输轴通过电机轴与髋关节连接部位相连。同时为了保证连接的合理性，采用双保险的形式进行轴端的固定。第一重保险为轴上两个互相垂直方向采用紧定螺钉固定，轴的中心处再加一个螺钉与电机输出轴进行连接固定，两重保险足以保证电机之间的连接不会松动脱落。这样的固定方式可以使电机与连接件在三个方向都被约束。图4-SEQ图4-\*ARABIC1髋关节电机连接件的建模模型其次为H轴电机与K轴电机的传动连接及电机2与电机3的连接，这两个电机的传动方式为电机2输出的转动带动电机3本身旋转，电机3与大腿锁定旋转，从而实现大腿的直接转动。由于两个电机的摆放相同，为相互平行并联。则使其连接件与髋关节的连接件不同，此为电机连接轴加一个圆形壳，圆形壳与电机末端相夹采用螺栓连接的方式，将圆形壳部分包裹住电机3从而使两个零件锁定旋转。连接件的另一端为电机输出轴的连接，也是与前面的髋关节连接相同，采用电机输出轴与连接件的双保险式连接，及两个互为垂直方向的紧定螺钉加轴中心的螺钉连接，同时还有由于此SEmotor的SETZ120-1A型号电机电机输出端为矩形截面，而连接套筒内也式矩形界面，这样两个相连也能防止电机之间的松动。本次设计采用的紧定螺钉为内六角紧定螺钉。图4-SEQ图4-\*ARABIC2并联电机连接件的结构建模四足消防机器人的腿部零部件的建模小腿三维结构建模首先是对小腿的建模，现在四足机器人的设计都是基于仿生学参照正常狗的骨骼形态进行结构设计，狗的小腿分为小腿与爪子，其连接处为一个自由度关节，但本次设计的四足机器人是12自由度，故没有将其加入，由肌肉形态分布可知狗的小腿为从上到小由粗变细，底部与爪子的连接则通过螺栓连接。爪子则简易设计为半圆弧形的球体。同时考虑小腿与膝关节的带轮的连接方式，本设计采用小腿夹带轮，再加上3个螺栓固定的形式将小腿与小带轮锁定旋转，从而实现带轮的转动带动小腿的转动。图4-SEQ图4-\*ARABIC3小腿及爪子建模图大腿的三维结构建模大腿的建模则需要考虑大腿与电机的连接方式以及大腿与小带轮的连接方式。同时还要包含同步带。首先大腿与电机的连接将大腿上端为圆形与电机减速器输出端同圆心同半径，此外本次选的SETZ120-1A型号电机减速器地带安装固定孔，两者连接方式采用螺栓连接，大腿上端与电机中由一定空间使大带轮能够工作。大腿与小带轮的连接，由于大腿与小带轮不是锁定旋转的关系，则设计小带轮轴与大腿连接，同时与小腿连接，小带轮轴与大腿同时旋转，与小带轮则是同圆心相对旋转运动的形式。其连接的形式采用十字槽沉头螺钉连接。除此之外，大腿壳分为三个部分，用于与电机相连的部分以及下端与小带轮相连接的部分，下端则设计为两个相同的结构用螺钉连接，用于增加大腿的强度，由于大腿内部为镂空来安装同步带传动，受力很脆弱，故设计了6处螺钉连接用于改善受力情况。图4-SEQ图4-\*ARABIC4大腿的三维建模带轮轴的结构建模该带轮轴为小带轮与大腿之间的连接零件，其外径为小带轮的内径，一端为偏大的圆形面与小带轮紧贴，另一端则是在轴上的三个螺纹孔用于连接固定大腿。该带轮轴其运动关系与大腿一致，不受小带轮自身旋转的影响，故能够及连接大腿与小腿，又将大腿的旋转与小腿分开。图4-SEQ图4-\*ARABIC5小带轮轴的三维建模其余零部件的结构建模四足消防机器人机身的结构建模机身顾名思义里面需要由一定的空间来存放四足消防机器人的电路板、电源箱、控制器、驱动器等等，同时机身使能够拆卸的以便于定期维修保护。本设计的机身壳是通过设计一款周围全包，通过前后的机身壳与环状机身壳采用螺钉连接，从而实现机壳的全包围且可拆卸。同时前后机身壳还有安装固定A轴电机的作用，也是在前后机壳上打与电机输出的减速器自带的连接进行螺栓连接。中间则通过髋关节连接件进行与外面电机的连接。机身周围为环形，采用四块机壳分别组装起来，其所有的连接都在前后的机壳上，机身换装不用连接，这也可以有利于安装方便，只需要拆卸前后机壳上的螺钉即可拆卸机身。机身采用的是通过上下左右四个方向的四块板子外加侧方两个板子拼成六面体结构，机身上下左右四块板子直接与侧面两个板子通过螺钉连接，四块板子之间没有连接。但由于机身长度较长且该结构为空心壳，在四足消防机器人作业运动中，机身会抖动，对机身肯定会产生一定应力和微小位移变形，故为了增加机身抵抗应力和位移变形的能力，采用将机身板子上添加加强筋，添加加强筋后可以保证机身的强度增加以及刚度的增加，也可以克服恶劣环境下应力不均匀带来的扭曲变形。机身最终建模图如下。图4-SEQ图4-\*ARABIC6机身加加强筋图四足消防机器人消防安装装置的结构建模该安装装置为两个圆环将灭火器套住，圆环采用两边钩锁的自锁装置，解锁通过按动锁扣，自锁时还可以通过销钉来将其固定方式四足消防机器人在运动过程中