真正的AG网址是哪个【真.AG亚游】
您现在的位置:主页 > 产品中心 >

履带式消防机器人设计—机械毕业设计论文

发布时间:2020-09-22 17:01

  本次设计的是一款履带式消防机器人基础级载体, 设计内容包括设计行走底盘和四自由度手臂以及对机器人的局部受力情况作了具体的分析。 试制整体机器人结构。 在设计试制过程中, 不断的观察分析其他机器人的结构, 吸取前人经验, 进行方案比较选定。并深入工厂加工一线进行学习, 了结加工制造技术, 避免走上只停留书面设计而脱离实际制造的弯路。 本次毕业设计的重点在于机器人的试制研究工作, 由于机器人整体的设计难度较大,真正的AG网址是哪个, 材料和机构精度要求较高, 本试制产品还不能作为成熟产品进行加制造, 只能做为指导性样机以供参考。 关键字: 机器人; 履带底盘; 机械臂; ...

  本次设计的是一款履带式消防机器人基础级载体, 设计内容包括设计行走底盘和四自由度手臂以及对机器人的局部受力情况作了具体的分析。 试制整体机器人结构。 在设计试制过程中, 不断的观察分析其他机器人的结构, 吸取前人经验, 进行方案比较选定。并深入工厂加工一线进行学习, 了结加工制造技术, 避免走上只停留书面设计而脱离实际制造的弯路。 本次毕业设计的重点在于机器人的试制研究工作, 由于机器人整体的设计难度较大, 材料和机构精度要求较高, 本试制产品还不能作为成熟产品进行加制造, 只能做为指导性样机以供参考。 关键字: 机器人; 履带底盘; 机械臂; 控制电路; What this design was a section of marching fire robot foundation level carrier, the design content walks the chassis including the design and the four degrees-of-freedom arms as well as has made the concrete analysis to robots partial stress situation. Trial manufacturing overall robot structure. In the design trial manufacturing process, the unceasing observation analyzes other robots structure, absorbs the predecessor to experience, carries on the plan quite to designate. And goes down to the factory to process one to carry on the study, brings to completion the processing technique of manufacture, avoids stepping onto only pauses the written design to be separated from the actual manufacture the tortuous path. This graduation projects key point lies in robots trial manufacturing research work, because the robot wholes design difficulty is big, the material and the organization accuracy requirement is high, this trial manufacturing product has not been able to take the mature product to carry on adds the manufacture, can only do for the guidance prototype supplies the reference. Key words: Robot; Caterpillar band chassis; Mechanical arm; Control circuit; 第一章 绪论 .......................................................................................... 1.1 项目概述 .....................................................................................1.2 目的及意义 .................................................................................1.3 国内外发展概况 .........................................................................1.4 主要研究内容 ............................................................................. 第二章 方案比较与方案选择 .............................................................. 2.1 行走机构方案比较 .....................................................................2.2 手臂机构方案比较 .......................................................................2.3 消防机器人整体机构选定 ......................................................... 第三章 整体机构设计 .......................................................................... 3.1 方案确定 .....................................................................................3.1.1 确定传动方案.....................................................................3.1.2 选择电动机.........................................................................3.1.3 机体框架材料的选择.........................................................3.1.4 传动机构选定.....................................................................3.1.5 电动机类型确定.................................................................3.2 大臂机构设计及电动机选择 .....................................................3.3 小臂机构设计机电动机选择 .......................................................3.4 手腕机构设计机电动机选择 .......................................................3.5 回转盘机构设计机电动机选择 ...................................................3.6 履带驱动轮机构设计机电动机选择 ...........................................3.7 部分校核 .......................................................................................3.8 本章小结 ................................................................................... 第四章 控制电路及控制器设计 .......................................................... 4.1 控制电路设计 ...............................................................................4.2 开关元件选用 ...............................................................................4.3 控制器设计...................................................................................4.4 本章小结....................................................................................... 参考文献 .................................................................................................. 致 谢 ........................................................................................................ 附录一: 英文原文 .................................................................................. 附录二: 中文翻译 .................................................................................. 1.1 本文介绍的是一种履带式消防机器人设计, 结构简单、 制造方便、 性能可靠、 成本低廉。 履带式行走机构, 使机器人具有更出色的越障能力。 两条履带均设置有正反转,且可无级调速, 使机器人行走、 转弯更加灵活。 整机共七个自由度, 可实现物体的夹持、搬运、 码放。 在消防领域, 此机器人可在加装声像传输设备等辅助设备的情况下, 完成火场侦察、 勘测、 救援、 灭火等任务。 此设计为实物制造设计, 在加工能力有限的情况下, 如何选选择更为合理可行的设计方案和加工方法来避开技术瓶颈, 且相对提高精度成为匠心之处。 论文在这方面具有一定意义。 1.2 本题目研制开发一种制造简单, 使用方便的消防机器人。 常言道水火无情, 这其中道出了水火对人类的威胁及人们对水火的无奈。 提起火灾,人们会联想起一起起悲剧。 据有关部门统计, 仅1995年一年我国就发生火灾38000起,死亡2233人, 受伤3770人, 直接经济损失10. 8亿多元。 1997年发生火灾14万余起, 死亡2722人, 伤4930人, 造成财产损失15. 4亿元。 多么触目惊心的数字啊! 近年来, 我国石化等基础工业有了飞速的发展, 在生产过程中的易燃易爆和剧毒化学制品急剧增长, 由于设备和管理方面的原因, 导致化学危险品和放射性物质泄漏、 燃烧爆炸的事故增多。 消防机器人作为特种消防设备可代替消防队员接近火场实施有效的灭火救援、 化学检验和火场侦察。 它的应用将提高消防部队扑灭特大恶性火灾的实战能力, 对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡将产生重要的作用。 在深圳清水河火爆炸、 南京金陵石化火灾、 北京东方化工厂罐区火灾等事件发生后, 国内消防部队要求研制、 配备消防机器人的呼声越来越高。 消防机器人的研制, 对我国21世纪的消防装备的发展以及消防部队的技战术的拓展将产生重要的影响。 为了能够尽快地扑灭火灾, 防止火灾的进一步蔓延, 寻找火灾根源, 采取近距离作战的灭火方法是提高灭火效能的最佳途径, 但是, 凶猛的火灾往往使勇敢的消防队员无法靠近。 在化学灾害的处置过程中, 由于事故现场的情况十分复杂, 泄漏物的毒性、 腐蚀性、易燃易爆特性或放射性等物质会使消防队员处于更加危险的境地。 谁能够帮助我们可爱的消防队员把灭火、 救人和消灭化学灾害事故的处置工作做得更好? 谁能够代替他们去承受死亡的威胁? 答案是: 消防机器人。 消防机器人往往需要在高温、 强热辐射、 浓烟、 地形复杂、 障碍物多、 化学腐蚀、易燃易爆等恶劣环境中进行火场侦察, 化学危险品探测、 灭火、 冷却、 洗消、 破拆、 救人、 启闭阀门、 搬移物品、 堵漏等作业, 因此, 作为某种特定功能的消防机器人应该具备以下某项或几项行走和自卫功能: a. 登爬坡、 登梯及障碍物跨越功能; b. 耐高温和抗热辐射功能; c. 防雨淋功能; d.防爆(隔爆) 功能; e. 防化学腐蚀功能; f. 防电磁干扰功能; g. 遥控功能等。 1.3 最近几十年中, 大量的高层、 地下建筑与大型的石化企业不断涌现。 由于这些建筑的特殊性, 发生火灾时, 不能快速高效的灭火。 为了解决这一问题, 尽快救助火灾中的受害者, 最大限度的保证消防人员的安全, 消防机器人研究被提到了议事日程。 而机器人技术的发展也为这一要求的实现提供了技术上的保证, 使得消防机器人应运而生。 我国从八十年代末期开始消防机器人的研究, 公安部上海消防研究所等单位在消防机器人的研究中取得了大量的成果, 自行式消防炮已经投入市场, 履带轮式消防灭 火侦察机器人也于2000年6月通过了国家验收。 但是, 我国消防机器人的研究还处在初级阶段, 还有许多有待研究的问题。 比如, 高层建筑发生火灾时, 消防人员不可能在短时间内到达高处的火灾发生地点, 在地下建筑中, 由于环境比较潮湿, 烟气不易扩散,消防人员不容易快速的判定火源位置; 而在石化企业发生火灾时, 将产生大量的毒气,消防人员在灭火时极易中毒。 研制能够用于这些场合的侦察灭火机器人, 协助消防人员进行火灾的定位和灭火, 将有极大的社会意义。 不仅在我国, 在世界上消防工作也是一个大难题, 各国政府都千方百计地将火灾的损失降到最低点。 从二十世纪八十年代开始, 世界许多国家都进行了消防机器人的研究。美国和苏联最早进行消防机器人的研究, 而后日本、 英国、 法国等国家都纷纷开展了消防机器人的研究, 目前已有多种不同类型的消防机器人用于各种火灾场合。 从功能上划分, 目前的消防机器人有下列几类: 灭火机器人、 侦察机器人、 攀登营救机器人和救护机器人。 从控制方式来分, 消防机器人可分为遥控消防机器人和自主消防机器人。 1984年11月, 在日本东京的一个电缆隧道内发生了一起火灾, 消防队员不得不在浓烟和高温的危险环境下在隧道内灭火。 这次火灾之后, 东京消防部开始对能在恶劣条件下工作的消防机器人进行研究, 目前已有五种用途的消防机器人投入使用。 遥控消防机器人 1986年第一次使用了这种机器人。 当消防人员难于接近火灾现场灭火时, 或有爆炸危险时, 便可使用这种机器人。 这种机器人装有履带, 最大行驶速度可达10公里/小时, 每分钟能喷出5吨水或3吨泡沫。 喷射灭火机器人 这种机器人于1989年研制成功, 属于遥控消防机器人的一种, 用于在狭窄的通道和地下区域进行灭火。 机器人高45厘米, 宽74厘米, 长120厘米。 它由喷气式发动机或普通发动机驱动行驶。 当机器人到达火灾现场时, 为了扑灭火焰, 喷嘴将水流转变成高压水雾喷向火焰。 消防侦察机器人 消防侦察机器人诞生于1991年, 用于收集火灾现场周围的各种信息, 并在有浓烟或有毒气体的情况下, 支援消防人员。 机器人有4条履带, 一只操作臂和9种采集数据用的采集装置, 包括摄像机、 热分布指示器和气体浓度测量仪。 攀登营救机器人 攀登营救机器人于1993年第一次使用。 当高层建筑物的上层突然发生火灾时,机器人能够攀登建筑物的外墙壁去调查火情, 并进行营救和灭火工作。 该机器人能沿着从建筑物顶部放下来的钢丝绳自己用绞车向上提升, 然后它可以利用负压吸盘在建筑物上自由移动。 这种机器人可以爬70米高的建筑物。 救护机器人 救护机器人于1994年第一次投入使用。 这种机器人能够将受伤人员转移到安全地带。 机器人长4米, 宽1. 74米, 高1. 89米, 重3860公斤。 它装有橡胶履带, 最高速度为4公里/小时。 它不仅有信息收集装置, 如电视摄像机、 易燃气体检测仪、 超声波探测器等; 还有2只机械手, 最大抓力为90公斤。 机械手可将受伤人员举起送到救护平台上,在那里可以为他们提供新鲜空气。 2000年11月, 奥地利雪山缆车在隧道中发生火灾, 死亡160余人。 由于隧道中黑暗、 阴冷、 浓烟密布, 灭火和清理现场工作十分艰难。 这再次说明了特种消防设备的重要。 1.4 本题目主要研究的内容是设计行走底盘和四自由度手臂, 本题目研制开发一种消防机器人基础级载体。 对机器人的局部受力情况作了具体的分析。 机器人在地面上移动的方式通常有三种: 车轮式、 履带式和步行式。 步行移动方式是模仿人类或动物的行走机理, 用腿脚走路, 对环境适应性好。 根据调查, 在地球上近一半的地面不适合于传统的轮式或履带式车辆行走, 但是一般多足动物却能在这些地方行动自如, 显然足式与轮式及履带式行走方式相比具有独特的优势. 足式行走对崎岖路面具有很好的适应能力, 足式运动方式的立足点是离散的点, 可以在可能到达的地面上选择最优的支撑点。 但是步行移动方式的智能程度也相对较高。 正因如此, 步行移动方式在机构和控制上是最复杂的, 技术上也还不成熟, 不适于在要求灵活和可靠性高的工作环境中。 车轮式移动是最常见的一种地面行进方式。 车轮式移动的优点是: 能高速稳定的移动, 能量利用效率高, 机构和控制简单, 而且技术比较成熟。 驱动与转弯机构可分以下几种形式: 1. 驱动、 转向轮一体径向转向, 如同前驱动式轿车 2. 驱动轮、 转向轮分置, 如同后驱动式卡车 3. 两侧驱动轮异速转弯, 如同轮椅 前两种驱动转弯形式不单要设计有合理的驱动机构, 还要有较好的转向机构, 增加了自由度的同时又要考虑为这个自由度提供动力单元, 以及转向差速系统, 使得整机复杂程 度大大提升, 机构繁琐, 稳定性降低。 第三种形式仅用一套差速系统和一组跟踪轮就可实现转向, 可是跟踪轮通常采用万向轮, 无规则定向, 在路面情况复杂下行驶极其不稳定, 且在停止和启动时遵循前一运动状态轨迹, 缺乏应急灵活性。 而其车轮式移动共有的缺点就是对路面要求较高, 适于平整硬质路面。 越障性能严重缺失。 履带式实际是一种自己为自己铺路的轮式车辆。 它是将环状循环轨道履带卷绕在若干滚轮外, 使车轮不直接与地面接触。 履带式的的优点是着地面积比车轮式大, 所以着地压强小; 另外与路面黏着力强, 能吸收较小的凸凹不平, 适于松软不平的地面。 因此,履带式广泛用在各类建筑机械及军用车辆上。 并且履带式结构是通过两条履带差速实现转弯。 不但可以实现超小半径转弯, 还可以实现原地转弯。 灵活性极佳。 对于整体行走机器人载具而言, 行走机构只是用来完成大空间内整体移动和工作头部分在平面内大幅度间接调整。 其运动轨迹和幅度难以充分满足三维空间运动和精度要求。 为了能使工作头部分能够在三维空间触及工作点工作面并且能够精确完成工作任务引入了连接在行走机构与工作头之间的, 较行走机构传动更精准、 运动更平稳的机械臂机构。 机械臂按其运动机理可分为以下三种: (1) 蠕动式机械臂 这种机械臂源自仿生学中对虫子蠕动的模仿。 通过沿径向布置的很多个旋转关节或扭转关节机构的联动来实现工作头空间内多组相邻圆心圆截面上各点工作。 这种机械臂绝对是各种机械臂中自由度最高的一类。 但因其要求每个旋, 扭转关节机构都要求有独立动力, 且联动的位移是由多个关节机构非等值分担, 这就对动力部分、 传动精度、 控制精度提出了极高要求。 不但设计制造极其困难, 通过使用机械控制简单电路控制是极难完成的控制的。 所以只出现在高端机器人领域具处于设计试制阶段。 对于基础层次机械设计制造这相当于不可完成的任务。 (2) 沿 X、 Y、 Z 坐标轴直线移动机械臂 在三维立体空间内分别沿 X、 Y、 Z 轴做直线运动就可以到达一个立方体内的各个点进行工作, 这是一种撒网式的搜罗。 在三轴分动时工作头位移轨迹是沿空间内沿 X、 Y、Z 方向线段的连接, 当三轴联动时, 工作头运动轨迹便是空间内的一条曲线。 完成工作动作直接快捷, 且只有三个轴线位移, 整机运动平稳可靠, 精度颇高。 所以多用于机床加工中心等机械上, 但其机体必须含有沿 X、 Y、 Z 轴方向, 长度至少等于三轴位移长度一半的三个相连的空间垂直架体。 这种就有相对较大的非工作状态机构所占空间和整体体积, 但对于行走式机器人载具而言, 对体积和自重的限制是极其严格的, 要求尽量减小自身负载体积, 以适应工作环境。 (3) 放人类手臂式机械臂 这种结构的手臂有旋转机构、 大臂摇动机构、 小臂摇动机构和手腕机构四部分组成在同一平面内三个旋转自由度被安装在一个垂直此平面的旋转盘上, 手腕、 小臂、 大笔的须按转是工作头触点在三个自由度连线平面内。 形成了一个平面工作区域, 通过旋转盘的带动, 是这个平面工作区域绕 Z 轴须按转, 形成了一个立体工作空间。 这种手臂机构在工作中状态下可以收缩减小空间, 传动距离较短, 结构可靠性能好, 能够出色的完成工作空间内一点到另一点的最有运动轨迹位移。 在本次履带式消防机器人的设计中, 工作环境定位在障碍物不明, 空间狭小的情况下。 且加工能力及工艺有限, 机构不易过于复杂。 所以行走机构选择履带式结构是最为合理的。 而手臂机构选用放人类手臂式机械臂更为合理。 3. 1 爬楼梯的力学原理 基于遥控电动小车爬越一定高台的原理, 对具有摆臂结构的移动车体爬越楼梯进行了相关的力学分析. 整个爬越过程可以分成两个阶段: 第一阶段, 先将两侧摆臂搭在台阶上, 然后同时驱动三台电机, 使车体在行走机构和摆动机构的共同作用下, 顺利地爬到第二个台阶, 此时车体实现了地面、 第一、 二台阶处的三点接触; 第二个阶段, 小车只需在行走机构的作用下如同上坡地一样缓缓地向上爬. 由此可以看出, 只要保证行走机构在结构设计上至少能够同时与两个台阶点接触, 就能实现第二阶段运行的平稳性和可靠性, 故在此不再赘述, 仅对第一阶段进行分析. 假设台阶是光滑的(这样便于分析讨论) , 摆臂的重心处于摆臂中心轴线处, 整个车体的重心位于车体几何中心处. 由于摆臂末端的小带轮呈圆弧形而且它与台阶之间为线接触, 为避免发生打滑, 应至少保证小带轮的几何中心处于接触点的正上方. 在爬越高度为H0的台阶时, 即前轮刚离开地面的瞬间, 整车和摆臂的受力情况分别见图6、 图7. 由于整个臂部机构和预设负载重量 (约为 9 kg) 较大, 且重心极限位置旋转半径 (约为 400mm) 较大, 所以在转盘设计时必须考虑机构较大的旋转惯性力。 所以选带传动方式。 带传动传动平稳能缓冲吸振, 且可大传动臂设计, 将从动带轮设计较大半径, 以减小传动带拉力, 正符合此机构要求。 从动大带轮直径 d1 为 50mm 设计, 转速 n1 应尽量小, 设在 0. 1 转/秒 主动带轮选用成套机构, 带轮直径 d0 为 10mm 则主动带轮转速 n0 为 n0 / n1 = d1 / d0 即 n0 = n1 * (d1 / d0 ) = 0. 1 * (50 / 10) = 0. 5 转/秒 物品清单中, 符合此要求的电动机只有一种。 即 12ZYJ-60J 系列永磁直流减速电机 转速 30 转/分钟 功率 10W 验算证明满足机构力学要求。 驱动轮设计减速电机输出轴直接安装链轮。 链轮上加挂自制履带。 设计履带摩擦面到链轮回转中心的旋转半径为 25mm 设计直线mm/s 则驱动电功转速为 6 转/秒 预设整机与负载总重 30 kg 最大爬坡角为 45 , 则履带最大拉力 F 为 F = F 重 / sin = 30 * 10 / 0. 707 = 404. 328N 取高整值为 430N, 两条履带驱动, 单根受力为 F 单 = F / 2 = 430 / 2 = 150N 直线行走最大速度 V 为 150mm/s 单根履带受力 F 为 150N 则功率为 P = F * V = 150 * 150 * 0. 001 = 22. 5W 考虑技术要求及功率损失选用 62KTYJ 系列单相可逆永磁同步电机 转速 36 转/分钟 功率 30W 采用铰制孔用螺栓链接, 各螺栓的工作剪力与其中心到地板旋转中心的连线垂直。 根据地板的力矩平衡条件得: Fs1r1 + Fs2r2 + + Fszrz = T 根据螺栓变形协调条件: 个螺栓的剪切变形与其中心到地板旋转中心的距离成正 比, 即 Fs1/r1 = Fs2/r2 = = Fsz/rz = Fsmax/rmax 联立可解得受力最大螺栓所受的工作剪力 Fsmax=Trmax/r1^2+r2^2++rz^2=Trmax/ z 2 ri^2 i=1 式中 rmax受力最大螺栓中心至底板旋转中心的距离。 受翻转力矩的螺栓组联接 设 作 用 在 对 称 轴 线 上 的 个 螺 栓 的 工 作 载 荷 为 Fi ( i=1, 2, ,z/2 ) (它的反作用力作用在底板) , 根据力矩平衡条件得: 2( F1L1 + F2L2 + + Fz/2Lz/2) = z/2 2 FiLi = M i=1 根据变形协调条件: 各螺栓的拉伸变形量与螺栓轴线到底板对称轴线的距离成正比, 即 F1/L1 = F2/L2 = = Fmax/Lmax 联立得 Fmax = MLmax/ z/2 2 Li^2 i=1 式中 Fmax螺栓所受的最大工作载荷, N Li对称轴线左侧个螺栓轴线到对称轴线的距离, mm LmaxLi 中的最大值, mm。 为了防止接合面受压最大处被压碎或受力最小处出现间隙, 应使受载后地基接合面挤压应力的最大值部超过底板与地基两者中最弱材料的需用之, 最小值不小于零。 即 Pmax =P + Pmax[P] Pmin =P + Pmax 0 式中 P接合面在受载前由于预紧力而差速的挤压应力, P=zQp/A A接合面的有效面积, mm2 Pmax由于加载而在地基接合面上差速是附加挤压应力的最大值,Pmax=(CF/CL+CF) *M/W; 通过使用校核原理进行校核, 以及试制、 实验结果表明, 机构设计是满足强度要求的。 机械产品设计除了应满足产品使用性能外, 还应满足制造工艺要求, 否则就有可能影响产品生产效率和生产成本, 严重时甚至无法生产。 一个工艺性评价低劣的产品, 在激烈竞争的市场经济环境中是站不住脚的。 一个好的产品设计必须同时是一个好的工艺师。 机械产品设计的工艺性评价实际是评价所设计的产品在满足使用要求的前提下, 制造、 维修可行性和经济性。 这里所说的经济性是一个含意宽广的术语, 它应是材料消耗要少、 制造劳动要少、 生产效率要高和生产成本要低的综合。 评价机械产品设计的机械加工工艺性可以从以下几个方面进行评价: 1. 零件结构要素必须符合标准规定 2. 尽量采用标准件和普通件 3. 在满足产品使用性能的条件下, 零件图上标注的尺寸精度等级好表面粗糙度要求应取经济值 4. 尽量选用切削加工性好的材料 5. 有便于装夹的定位基准和夹紧表面 6. 保证能以较高的生产率加工 7. 保证刀具正常工作 8. 加工时工件应有足够的刚性 机械产品设计的装配工艺性评价 1. 机器结构应能划分成几个独立的装配单元 2. 尽量减少装配过程中的修配劳动量和机械加工劳动量 3. 机器结构应便于装配和拆卸 机械产品设计的最初环节, 是先要针对该产品的主要功能提出一些原理性的构思。这种针对主要功能的原理性设计, 可以简称为“功能原理设计” 。 功能原理设计的重点在于提出创新构思, 是思维尽量“发散” , 力求提出较多的解法供比较选优。 对构件的具体结构、 材料和制造工艺等则不一定要有成熟的考虑, 因此常只需用简图或示意图来表示所构思的内容。 功能原理设计是对产品的成败起决定性作用的工作。 结构设计的基本原则 1. 明确 2. 简单 在机构设计中, 在同样可以完成功能的条件下, 应优先选择结构较简单的方案。 机构简单体现为结构中包含的零件数量较少, 零部件的种类较少, 零件的形状简单。 结构简单通常有利于加工和装配, 有利于缩短制造周期, 有利于降低制造与运行成本; 简单的结构还有利于提高装置的可靠性, 有利于提高工作精度。 3. 安全可靠 我的设计实体制造性设计, 这就要求在设计中更要联系实际, 进行设计制造。 本次设计正是本着这样的原则进行的。 同时实际操作给了我成功。 控制电路的设计, 取决于机器人的控制机理。 大部分的机器人采用无线可编程控制。这样的控制形式使机器人更加智能化。 通过利用红外线电磁波等无线数据传输设备, 机器人的工作空间大小扩展, 而且通过编程器的使用, 使机器人有了一定的工作自主能力。但是这样控制电路过于精密复杂。 在本次设计中, 主要任务是机械结构的设计和制造。 对于这种简单机器人载具的设计试制工作, 控制电路不宜过于复杂, 所以选择了简单的开关控制和变阻器调速。 在这个电路中每个电动机都必须有三个状态, 即正转、 反转及停机。 且在正反转时均可调速。 它们都是独立工作, 且可同时运转, 这就要求每个直流电机都必须配备一套独立的换向开关和调速变阻器。 在工作过程中想要避免同一电机正反转电流同时供电, 如果采用两个单独开关, 在手动控制过程中, 难免会出现一种工作状态并未逝电, 就启动了另一种工作状态, 这样就相当于电源反接, 避免此种情况的发生更好实现控制器的人性化设计, 电路中运用了中间断开的双向触点多极开关, 在总电路中设置总开关, 是整个电路的启停更方便, 处理紧急情况时关闭所有电动机电源更快捷。 总电路和各个电机分电路中可以并联入小灯泡, 以起到电源指示作用。 在各个电动机上并联入两组发光二极管与适值电阻的串联电路(两组串联电路中发光二极管分别采用正接与反接) , 利用发光二极管的单向导通特性, 来指示电动机的正反转。 电路中的主要负载部分及电源电动机已经确定, 下面对开关、 变阻器选用指示电路部分的发光二极管电阻进行选择。 开关、 变阻器这类元器件都有外露的受控部分, 必须考虑手动的合理性和开关自身的可安装性, 由于在我们现有加工能力条件下钻圆孔最为容易实现。 所以均选用螺纹紧定式元件。 换向开关选用 ds037-01d 三位两通按钮, 总开关选用 XN-19 按钮, 变阻器选用 SA-198 旋钮式变阻器, 发光二极管选用圆柱头发光二极管。 控制器设计上, 为使整个控制过程更加自如方便可靠, 更加人性化, 所以采用了与整个机械机构同形式布局的方法, 开关起停形式与机器人各机构运动方向相同, 使得控制更加得心应手。 在现代化的生产中, 生产机械的自动化成都反映了工业生产发展的水平。 现代化的生产设备与系统已不再是传统意义上的单纯的机械系统, 而是机电一体化的综合系统,电气传动与控制系统已经成为现代生产机械的重要组成部分。 机与电、 传动与控制已经成为不可分割的整体。 所谓电气传动, 是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称, 它的目的是将电能转变为机械能, 实现生产机械的启动、 停止以及速度调节, 完成各种生产工艺要求,保证生产过程的正常进行。 在现代工业中, 为了实现生产过程自动化要求, 机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机, 而且包含控制电动机的一整套控制系统, 也就是说, 现代机电传动是和由各种控制元件组成的自动控制系统紧密联系在一起的。 虽然在本次设计中最终选用了 24V 直流电动机, 采用换向开关控制, 但在试制过程中进行了 使用单片机驱动步进电机实现智能控制的探索。 进行了 单片机控制电路的试制。 虽未完全成功, 但是获得了一定既定成果, 拓展了知识面。 为最终的设计和试制奠定了坚实基础。 直流电动机的控制虽然相对简单, 但要求与总体设计效果相匹配。 工作过程安全可 靠。 如果需要对控制系统加以自动化改进, 可以在接头部分方便的加入智能模块。 也可添加外挂型附属设备。 本次设计取得成功。 [1] 《机械设计》 第八版 西北工业大学机械原理及机械零件教研室 著 高等教育出版社 北京 2006. 5 [2] 《机械制图》 第五版 大连理工大学工程画教研室 著 高等教育出 版社 北京 2002. 12 [3] 《机械设计课程设计》 巩云鹏 田万禄 等 著 东北大学出版社 沈阳 2000. 12 [4] 《机械原理》 第六版 西北工业大学机械原理及机械零件教研室 著 高等教育出版社 北京 2002. 5 [5] 《机械设计学》 第三版 黄靖远 高志 陈祝林 著 机械工业出版社 [6] 《机械制造技术基础》 第二版 卢秉恒 主编 机械工业出版社 [7] 《机械制造基础》 (综合册) 范文雄 等编 兵器工业出版社 [8] 《机电传动控制》 陈白宁 段志敏 刘文波 主编 东北大学出版社 [9] 基于虚拟样机技术的四足机器人仿真研究 张锦荣(西北工业大学 10699) 2007. 3 [10] 仿蝗虫四足跳跃机器人的机构设计和运动性能分析 余杭杞(哈尔滨工业大学 哈尔滨 621. 51) 2006. 6 [11] 混联搬运机器人方案确定及虚拟样机仿真分析 贺庆强 西安理工大学学位论文 2004. 3[12] Siddique, Z., and Rosen, D. W., 1996, Ass An Approach to Virtual Prototypingfor Productembly,InProceedingsof1996ASMEdesignengineeringtechnicalconferenceandcomputers in engineering, DETC/CIE-1345, Irvine,California, August 1822. [13]Mehta,B.V.,Gunasekera,J.S.,andBanga,R.,1999,VirtualMaterialProcessing~VMP!ontheWorldWideWeb:ColdRolling,Proceedings of the1999 ASME Design Technical Conference and Computers in Engineering Conference,DETC99/CIE-9028, Las Vegas, Nevada, September 1115. [14] Definition and Review of VirtualPrototyping G. Gary Wang AssistantProfessor Dept. of Mechanical and IndustrialEngineering, University of Manitoba, Winnipeg,MB, R3T 5V6 Canadae-mail: gary [15] Lews M A, Simo L S.A model of visually triggered gait daptation [A]. [16] 《机器人制作入门》 美〕 David Cook 著 崔维娜 王巍 高玉苹 郑静 译 北京航空 航天大学出版社 论文完成之际, 我要特别感谢我的指导老师刘增龙老师的热情关怀和悉心指导。 在我撰写论文的过程中, 刘老师倾注了大量的心血和汗水, 无论是在论文的选题、 构思和资料的收集方面, 还是在论文的研究方法以及成文定稿方面, 我都得到了刘老师悉心细致的教诲和无私的帮助, 特别是他广博的学识、 深厚的学术素养、 严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益, 在此表示真诚地感谢和深深的谢意。 光阴似箭, 大学已经即将走完四年, 在毕业之前我们经历了大学最后一次严峻考验-毕业设计, 大家都知道, 我们大学学到的知识是实用的知识, 而不是浮于理论浮于表面的知识, 为的是在以后将大学所学的知识应用到实践工作当中去, 最大限度地为将来的工作服务, 但是由于我们大学学的知识大部分都是在课堂上完成的, 加之整个体系的不重视, 难免使我们疏于动手。 我们的毕业设计是经历四年的专业知识系统学习后, 经过沉淀, 厚积薄发的过程, 是理论联系实际的桥梁, 毕业设计是我们掌握基本知识后在指导老师的指导下, 进行专业性有代表性的工程设计, 它主要培养了我们独立思考, 将理论知识转化成实际操作的能力, 并能培养我们不畏艰难勇于进取的精神, 百折不挠的精神, 展现了当代大学生的素质。 这次毕业设计我设计的是履带式消防机器人, 并进行实物制造。 这个过程具备相当的难度。 它主要涉及了机械原理、 机械设计、 机械制造、 金属工艺学、 电工技术、 现代加工方法以及加工实践等方面知识。 涵盖大学四年的所学知识, 这不仅是对四年专业知识的温故而知新的过程, 更是将所学知识根据具体情况在现实工作中的应用, 将理论知识上升到实际的高度, 而不是简单的纸上谈兵, 全面考核了大学期间所学的专业知识及专业技能。 通过本次设计, 我学到了很多知识, 在拟定方案, 进行结构分析, 结构设计尤其是解决实际加工问题方面都得到了极大锻炼, 初步掌握了设计的基本方法和步骤 , 而且在工程技术人员所必须具备的基本技能方面也得到了训练, 如计算、 绘图、 查阅设计资料和手册、 熟悉国家标准和规范等, 在编写有关技术文件方面也得到了进一步训练。 毕业设计使我扩展了设计思路, 提高了我的思维能力、 创造能力, 为我将来从事社会工作打下了良好的基础。 设计过程中虽然遇到了很多困难, 但在指导教师刘增龙老师的指导下, 经过不懈努力, 终于克服了种种困难, 圆满地完成了本次设计任务。 由于本次设计限于本人能力有限、 缺乏经验以及加工能力限制, 设计难免会有一些 缺陷, 尽管努力, 误漏之处再所难免, 希望各位老师, 各位专家给以批评指正。 最后, 向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢!

Copyright ©2015-2020 真正的AG网址是哪个【真.AG亚游】 版权所有 真正的AG网址是哪个保留一切权力!