[工程科技]“探索者”机械创新训练手册部分.doc

机械创新套件 训练手册 机器时代（北京）科技有限公司 北京 中国 目录 第一篇 机械设计 1 第一章 模块图示 1 第二章 基础实验 2 实验一 机器人机构创新设计基础（一） 2 实验二 机器人机构创新设计基础（二） 8 实验三 机器人机构创新设计基础（三） 14 第三章 机械试验 16 实验四 机构认知与分析实验 16 实验五 机构运动简图测绘实验 19 实验六 基于机构组成原理的机构仿真设计实验 22 第二篇 电子设计 25 第四章 基础实验 25 实验七 安装编程环境 25 实验八 第一个ARM软件 26 实验九 烧写程序 27 第五章 ARM主控板端口列表 28 第六章 库函数 28 第七章 电子试验 29 第三篇 课程设计 30 题目一 典型八足 30 题目二 四自由度机械臂 31 附录 注意事项 32 第一篇 机械设计 第一章 模块图示 探索者机器人创意组件采用模块化组装方案，我们把探索者的所有机构总结成13种功能模块，这13种模块分别执行驱动、传动等不同功能。功能相同或不同的模块通过搭配组合，可以搭建出千变万化的机器人机构。 第二章 基础实验 实验一 机器人机构创新设计基础（一） 一、实验目的及实验应用 1．加深学生对机构组成理论的认识，熟悉模块概念，为机构创新设计奠定良好的基础； 2．利用探索者提供的零件，拼接转动模块、橡胶轮模块、支架轮模块、履带模块、球片轮模块（选作）、半球模块（选作），以培养学生机构运动创新设计意识及综合设计的能力； 3．训练学生的工程实践动手能力； 4．可用作基于机构组成原理的拼接设计实验；基于创新设计原理的机构拼接设计实验；课程设计、毕业设计中的机构系统方案的拼接实验；课外活动（如机械设计大赛）中的机构方案拼接实验。 二、实验原理 机器人的模块化是机器人学科研究的前沿性课题，通过设计和组合不同的模块可完成不同的机器人功能需要。 三、实验方法与步骤 模块1：拼接转动模块 零件：圆周舵机（M02）、马达支架（J26）、输出头（A05）等 图2-1转动模块 模块2：拼接橡胶轮模块 零件：小轮（J25）、轮胎（P05）、螺柱等 图2-2 橡胶轮模块 模块3：拼接支架轮模块 零件：小轮（J25）、轮支架(J15)、螺柱等 图2-3支架轮模块 模块4：拼接球片轮模块（选作） 零件：小轮（J25）、球支架片（J29）、螺柱等 图2-4 球片轮模块 模块5：拼接半球模块（选作） 零件：大轮（J07）、小轮（J25）、球支架片（J29）、31度球片（J27）、72度球片（J28）、螺柱等 图2-5 半球模块 模块6：拼接履带模块 零件：小轮（J25）、履带（P04）、螺柱等 图2-6 履带模块 模块连接1：轮类模块与转动模块的连接 模块：任意轮类模块、转动模块 图2-7 轮类模块与转动模块的连接 模块连接2：轮类模块与机架的连接 模块：任意轮类模块 零件：7×11孔平板（J04）、20mm机械手（J11）、输出支架（J17）、15.4mm轴套（T02）等 图2-8 轮类模块与机架的连接 模块应用1：拼接履带小车 模块：转动模块、履带模块 零件：7×11孔平板（J04）、20mm机械手（J11）、输出支架（J17）、15.4mm轴套（T02）等 将两个履带模块分别连上转动模块和平板机架，组成履带小车。 利用ARM7主控板、手柄控制机构运动。 3、录制一段程序、分别利用声控传感器和近红外传感器触发。 图2-9 履带小车机构 实验二 机器人机构创新设计基础（二） 一、实验目的及实验应用 1．加深学生对机构组成理论的认识，熟悉模块概念，为机构创新设计奠定良好的基础； 2．利用探索者提供的零件，拼接齿轴模块、腿模块、四足连杆模块、双足腿模块、从动支杆模块，以培养学生机构运动创新设计意识及综合设计的能力； 3．训练学生的工程实践动手能力； 4．可用作基于机构组成原理的拼接设计实验；基于创新设计原理的机构拼接设计实验；课程设计、毕业设计中的机构系统方案的拼接实验；课外活动（如机械设计大赛）中的机构方案拼接实验。 二、实验原理 机器人的模块化是机器人学科研究的前沿性课题，通过组合不同的模块可完成不同的机器人功能需要。 三、实验方法与步骤 模块7：拼接齿轴模块 零件：30齿齿轮（A04）、传动轴（J06） 此处没有被传动轴穿过的齿轮一般用于连接舵机输出头，而被传动轴穿过的齿轮往往需要借助轴套、螺母或大垫片进行固定。 图2-10 齿轴模块的拼接 模块8：拼接腿模块 零件：双足小腿（J22），双足大腿（J18）、5mm偏心轮（A02）、大垫片（J09） 每条腿上的5mm偏心轮被两侧的大垫片固定在双足小腿和双足大腿围成的方孔之中，形成一个滑块机构。 图2-11 腿模块的拼接 模块9：拼接