爬杆机器人理论方案设计说明书
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中国计量学院
二00五年一月
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f目录
一方案构思1
二机械部分3
三电控部分17
四设计小结19
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f一方案构思
我们通过三个手臂来抓紧杆件再通过手臂上的电机来实现机器人的爬升和下降原理上两个就能实现但三个手臂是一作联结二可起稳定作用手臂上升下降是通过齿轮齿条来实现的
二机械部分1机器人的整体装配图如下
图1
我们是通过三个手臂爬杆的上手臂装在一个齿条的最上端并且固
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f定在具体设计时我们可以使上手臂有一定的上下和左右转动范围具体的设计将在下面介绍下手臂装在下杆C上齿条的下端中间手臂固定在滑槽上上手臂的上升和下降是通过装在滑槽上端的电动机带动齿轮啮合齿条来实现的下手臂的上升和下降是通过装在滑槽下端的电动机带动齿轮啮合齿条来实现的中间手臂的升降是通过上下两对齿轮齿条反转来实现的
2路面行走结构
在地上行走我们通过装在下手臂上的三个车轮来实现地面上的行走动力由后车轮上的两个电机来提供用两个电机主要是为了能实现走弯路具体的三视图形如下
图2
底部车轮结构
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f2机器手臂的设计
图3
机械手的结构
我们设计的这个机器手采用了曲柄滑块机构ABC点处安装了橡胶皮12两点固定在支撑板上当滑块W向前移动时根据杆子的结构ABC点将向中心收缩产生一个收缩的趋势就抓紧杆件当滑块W向后移动时ABC点会张开即松开杆件再配合机构的移动构件机械手就能很好的实现上升和下降在本方案中由曲柄滑块机构的一系列动作使机械手实现抱紧松开的动作机械手的夹紧依靠滑块使3个橡胶皮与构件紧紧地接触在接触的时间内实现另一个机械手的升降在松开杆件的时间内实现自身的升降这两段时间的长度很难控制可以说光靠电机是不可能实现的此外考虑到机械手垂直夹紧杆件时支撑板所受的力矩很大难以锁住杆件因此可以改变机械手臂与杆件的角度来减小力矩但角度不能太小太小的话就
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f会使上升的速度变慢因此角度应在7080度之间为好具体的角度要计算后为准机械手臂是这个机器人的主体在这个设计过程中我们花了好多时间查阅了很多资料最后选用了这个曲柄滑块机构在设计时我们想了很多最初设计时觉r