家用遙控機器人設計機械創(chuàng)新畢業(yè)設計論文參考

1、家用遙控機器人設計說明書說明書 指導教師指導教師: 設設 計計 者者: 華中科技大學 目目 錄錄u機器人功能用途簡介及工作原理u機器人總圖u設計方案，要求及尺寸選擇 1) 手臂部分 2) 底盤部分 3) 內部結構u心得與體會 u功能簡介功能簡介 該機器人使用電機驅動，用遙控器控制。機器人由輪子驅動可以在室內進行簡單的行走。機器人的手臂可以伸縮，并可以抓取小件物品。機器人的身體可以上下升降，以抓取不同高度的物品。u用途簡介用途簡介 該機器人設計用于室內或較平整的場所，由遙控器控制來抓取小件物品； 主要用于老幼病弱在家中取水，藥品，及毛巾等。該機器人設計用于室內或較平整的場所，由遙控器控制來抓取小

2、件物品；主要用于老幼病弱在家中取水，藥品，及毛巾等。u工作原理工作原理 該機器人主要由三部分組成：手臂部分，主體部分，底盤部分。 手臂部分是該機器人設計的主要部分。其大致分為手臂連桿機構， 手爪部分，滑塊及固定桿?；瑝K在固定桿上移動，推動手臂連桿機構作相應的運動。連桿機構可以作前后伸縮，左右擺動。手爪部分用于抓取物品，利用鋼絲繩傳動。 主體部分是利用馬達傳動，供給手臂部分以運動的動力。主體內部依靠齒輪系變換傳動比，并用絲桿與底盤相連，靠絲桿的轉動來使主體部分上升下降。 底盤部分也是利用馬達傳動，靠輪子的運動使機器人相對于地面運動，并能實現轉彎。底盤通過導桿及絲桿與主體相連。 目錄 機器人總圖頭

3、部（內置蓄電池及安放一照明燈）連桿機構組成的手臂手爪部分底盤部分導桿（起固定作用）絲桿（控制主體部分上下移動）車輪主體部分，通過內部機構控制手臂及絲桿的動作 目錄設計方案，要求及尺寸選擇設計方案，要求及尺寸選擇手臂部分 目錄u機構簡介 手臂部分通過三個四桿機構并聯組合來達到傳動要求。 AF，BC，DE，EJ四桿構成的四桿機構主要完成手臂的前后伸縮功能，通過B點沿固定桿的上下移動來達到手臂協調地前后運動。而AH (固定桿，垂直），HG，GF，AF四桿主要是控制GF桿在任何時候都為垂直，這樣可將GF桿也視為固定桿，通過GFJI這個平行四邊形使得手爪永遠都是水平放置的。 a構件為蝸桿，它通過與固連在

4、固定桿上的蝸輪之間的傳動來調節(jié)手臂的 左右擺動。 b構件為圓盤，實際為曲柄，他調節(jié)B點的上下移動。 C構件也為曲柄，它通過鋼絲繩來調節(jié)手爪的抓取動作。u設計方案 1.手爪部分采用類似自行車剎的結構，用鋼絲繩傳動，減少了機構的復 雜度。也可采用油壓傳動控制手爪，則會增加制造成本和維護費用；或采用連桿機構傳動，由于手臂中間有一個彎曲，力的傳動比較難以實現，并且這樣機構就顯得復雜得多。另外一個方案是用兩根絲繩控制，一根控制手爪的抓緊，另一根控制松開，但這樣很明顯會增加部件，且抓緊時力度不易控制。 2. 手臂部分采用三個四桿機構。要實現手臂的上下轉動，若采用齒輪實 現(見圖）,則其力學性能不好， 不能

5、承受大的力矩。并且前臂 的動作很難控制與后臂 協調。 從傘中得到啟發(fā)，采用一個平 行四邊形四桿機構，可以得到 很大的扭矩，并且前后手臂運 動非常協調。 3. 手爪要使其水平放置，才有 利于抓取易打翻的物品。若將 手爪直接焊接在前臂上（見圖）， 顯然不能保持水平。因此，采用 兩個平行四邊形機構實現其水平。 4.手臂的轉動則是采用固定導桿 的轉動實現，并且采用蝸輪蝸桿 傳動，有良好的自鎖性能，機構 簡單且傳動比合適。 采用齒輪傳動控制手臂升降，力學性能不好，承受的力矩不能太大。若將手爪直接焊接再前臂上 后臂轉動時 手爪不能保持水平 5.B點處的滑塊結構如右圖所示. 滑塊分為上下兩部分,上下滑塊間有

6、磙子, B點處的連桿為手臂部分的連桿.在推桿的 作用下, 下滑塊將作上下移動, 且推動上滑 塊作上下移.而上滑塊還將隨固定桿轉動. 磙子起分離兩滑塊運動的作用.u設計尺寸 運動要求: 設定手臂的運動范圍 在如下圖所示的120度范圍內. 機構尺寸: 設定 AC=10cm, BC=15cm, AF=HG=25cm, CD=EF=5cm, CF=DE=15cm, GF=AH=5cm, GI=FJ=20cm, 蝸桿n=150r/min, 蝸輪Z=25,則n=6r/min. 則，B點的運動范圍為距離A點6cm至24cm范圍內。 H=18cm. 因此,圓盤b的最小直徑至少為18cm。 手爪長度為10cm（

7、內有橡皮），手爪上彈簧的強度系 數為k=0.5. 上 滑 塊 ， 可 以 上 下 移 動 ， 左 右 擺 動 。點下 滑 塊 ， 由 曲 柄 推 動， 其 推 程 為 18CM。推 桿底盤部分 目錄蝸 輪蝸輪u機構簡介 底盤是一個簡化了的普通汽車底盤，它靠后輪驅動，前輪控制轉向。動力是由電動機提供的。后輪驅動系統主要是由一個行星齒輪系控制。它能夠使得兩個輪胎的轉角不同，從而能順利實現轉彎。并且它由蝸輪蝸桿控制，使得轉速穩(wěn)定，且能夠實現自鎖，防止發(fā)動機停轉后車輪繼續(xù)運動。前輪轉向系統主要是由一個等腰梯形機構控制。通過一系列齒輪的減速作用，控制蝸輪緩漫轉動，而通過蝸輪的轉動來控制等腰梯形，從而使得

8、前輪兩輪胎的轉角不同，順利實現轉彎。u設計方案 對于轉向系來說,可以設計為 矩形的轉向機構,但矩 形機構轉向兩輪是平行的,因而輪子會產生滑動摩 擦.但等腰梯形轉向機構則可以保證兩輪法線交于 后輪的延長線上,只產生滾動摩擦。后輪采用差速 器也是考慮到防止輪子發(fā)生滑動摩擦，減少壽命。 同時采用蝸輪蝸桿 ，而不直接采用齒輪傳動，實現即停。設計參數 u設計參數 1） 底盤后輪的轉速設計為30轉/分，電機轉速為750轉/分。電機到后輪的傳動比為1：25，蝸輪6齒數為25。 （差速器傳動比均為1：1） 2）轉彎時轉速為5轉/分，傳動比為1：160。 3）Z1=20；Z2=40；Z3=20；Z4=40，蝸輪

9、5齒數為40。轉 向 時 前 輪 法 線 延 長 線 交 點 在 后 輪 軸 向延 長 線 上內部結構 目錄u機構簡介 內部由電動機帶動,在齒輪系的傳動作用下,使得蝸桿a,圓盤b,c,各自完成相應的動作. 齒輪齒數簡述如下: 模數 M=4mm, 齒數 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. 電機轉速設定為 N=750r/min. 傳動比：從電機到絲桿（d)為7.5/1,從電機到蝸桿(a)為10/1,從電機到圓盤（b)為

10、243/1,從電機到圓盤（c)為243/1。 u設計方案 為了減小轉速，使用了齒輪系傳動。因為要求最終轉速非常小，采用 行星齒輪系的傳動，使得傳動比大大增加，而且減小了占用空間。行 齒輪的傳動比i25=n2/nH=1-(Z3Z4/Z2Z3). 為了使主體部分能相對于底盤升降，采用了絲桿傳動。 u-魏博濤 在這不長的設計過程中，我學會了很多。 我以前以為機械設計是一件很容易的事情，但實際上并非如此。如果要把每一個細節(jié)都搞得清清楚楚，每一個小問題都不放過，如果要把每一個機構都設計得最優(yōu)，那還是要動一點腦筋的。有時候甚至想破腦殼，僅僅為了一個小問題，僅僅為了有一點點不滿意的地方。比如說手臂的水平問題

11、，起初想找一個水平基面，就在前臂上做了一個平行四邊形的四桿機構，后來經過仔細考慮，發(fā)現這樣并不能保證手臂的完全水平，只有另外找一個垂直基面，用了兩個四桿機構，才保證手爪的始終水平。正所謂看事容易做事難，一個小設計況且如此，大東西就可見一斑了。 從設計中，我對機械原理和各種機構的功能 與作用的理解更加深刻，為了實現某些功能，我要思考到底是用連桿機構呢，還是凸輪機構， 傳動是采用齒輪好還是蝸輪蝸桿好。在參數設計過程中，我對各種部件的基本參數及其之間的換算關系有了更加深刻的認識。同時從圖書館的書中得到了許多課本以外的東西。 在設計中，我懂得了互相協作的精神。光靠一個人的力量是做不好也做不成事情的。只

12、有大家分工合作，才可以在短期內完成一項大的工作，只有大家一起出點子，才能把工作做的最好。 機械是一個很巧妙的東西，只要善于動腦筋，就可以讓他為我們做事。 目錄u-楊雁群 經過十天的 機械設計實踐，我體會了創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)新的艱辛。豐富的想象力 ，巧妙的構思需要我們自己動手來實現.俗話說:“三個和尚沒水喝.”但我認為,只要合理的分工合作,三個臭皮匠必然能湊成個諸葛亮. 我經過了對的學習,初步了解了一些關于機械方面的知識,經過這次機械設計,我更加理解了這方面的知識,學以至用,用中求新. 機械設計不是一個簡單零件的拼湊,它給了我們一個自己動腦,自己動手的機會,使我懂得只有動腦與動手的結合,才能使自己的理想變

13、為現實.理論與實踐缺一不可. 剛開始時，我以為做一個機構實在太簡單了，在設計中才發(fā)現在腦中醞釀的機械構造并不一定行得通，只有通過動手運用已學的機械學規(guī)律才能正確確定機械結構。方案的確定只是機械設計的開始一步，畫示意圖也是對AUTOCAD的更一步熟悉。有時在考慮尺寸大小時，示意圖需要大幅度改動，才能符合要求，于是又重畫，如此反復多次。真正創(chuàng)業(yè)的艱辛就可想而知了。 十天的機械設計相對于我們以后的工作生涯來說是短暫的，但它又是重要的。它使我們在步入社會前，參加工作前，對工作有了一個初步的接觸和認識，為畢業(yè)時快速適應工作奠定了基礎。u-陳躍華 在這次機械設計中，我不僅對機械原理有了更加深刻的認識，而且對 他有關方面的知識也有了進一步的認識。 多種思維方法導致了設計方案的多種多樣；但要確定一種最佳方案確實要花一點工夫，我們這一組經過了多方面的考慮，花了幾天時間最終才確定了這種方案，其中也從身邊不同事物中吸取精華，采用了如傘的機構原理來設計手臂機構，從自行車中得到體會，確定了手爪抓取物品的控制方案，其中走了許多彎路，也是深有感觸，手臂機構的方案就花了好長時間，走了不少的路