第三节工控杯机器人大赛培训讲座--机械部分设计流程.ppt

第三届工控杯机器人大赛培训讲座－－机械部分设计流程 陈光 浙江大学机械电子工程研究所 2007.11.18 一、方案设想（15－20天） 二、方案细化（20-30天） 三、方案实现（20-30天） 四、机电联调（30天以上） 一、方案设想（15-20天） 1、根据所需完成任务提出大概方案 2、头脑风暴，记录每一个闪光点 3、多观察，多思考，方案确定前不要轻易否定任何一个设想 4、广泛查阅各类资料，包括图书、音像、论文、网站等等 方案设想阶段参考资料 机器人爱好者： 机器人发烧友天地： 浙大图书馆： google、百度等有哪些信誉好的足球投注网站引擎 6/pub/机器人相关/CCTV/机械大赛/ 方案设想阶段参考书籍推荐 《机器人制作》基础篇、提高篇 《PIC机器人初学指南》 《机械设计图册》参考常用机械结构 《机械手图册》参考常用机械手设计方法 《机器人竞技系列》 OHM社出版，包括机构设计、电路设计等几本 二、方案细化（20-30天） 采用CAD工具，将设想进一步细化，发现问题并解决问题。常用工具AutoCAD、Pro/E、SolidWorks、UG等 常见机构细化 1、行走机构 2、抓取机构 3、伸展机构 1、行走模块结构设计 行走模块设计首先要确定驱动方式，鉴于实际情况，通常我们选用直流减速电机驱动，常用的结构有以下几种： 1、轮式结构 2、履带式结构 3、两足（多足）式结构（略） 1、轮式结构 主动轮制作方法 从动轮 轮式结构电机、车轮安装示意图 电机座、轴承座的制作方法 连轴器的制作方法 2、履带结构 采用履带结构建议直接购买履带，或者用同步带代替履带，否则自制履带价格很高。 2、抓取机构设计 常用的收集机构有以下几种： 1、机械手式结构 2、摩擦轮式结构 3、真空泵式结构 4、其他结构 1、常用机械手形式 左图为一常见的机械手形式（机械手的设计方法可以参考《机械手图册》），除了这些常见的机械手，还可以利用舵机来制作简单的机械手。 利用舵机制作简单的机械手 2、常用摩擦轮结构简介 下图为常用摩擦轮式收集机构，单电机可控，只要将滚轮做的比包裹略高即可将包裹收入到后方的盒子中。如果电机功率足够，可以将滚轮做的更粗一些，外面缠绕海绵。 3、真空泵简介 真空泵用途广泛，如气体采样、物体吸附等。 其他机构 还可以采用连杆机构拨动火炬，直接将其拨入各大洲或者拨入机器人体内，到了各大洲再拨出。 其他机构（续2） 3、伸展模块机构设计 伸展机构用来扩大机器人自身尺寸，常用的结构有以下几种： 1、气动装置 2、平行网格式装置 3、其他（带传动、链条传动等） 1、气动装置简介 气动元件伸缩速度快，行程稳定，比较适合用在较精确的伸缩机构中，但是需要一个气瓶供气，较占重量且价格较高。 2、网格式伸展机构 平行网格式结构可以用齿轮齿条、电机拉线等多种方式来控制其的伸缩。甚至可以用一根弹簧外加一个舵机来控制。 3、其他机构 类似的伸展机构有很多，只要是能将圆周运动转换为直线运动的机构都可以采用。 三、方案实现（20-30天） 用最合适的材料和加工方法实现方案 1、常用材料 2、常用加工方法 3、常去市场地址 1、常用材料 合金铝板：适合做车底盘 角铝：适合做框架结构中的连接单元 柱形铝、尼龙：适合做车轮 橡胶圈：增强摩擦，适合做车轮外胎 其他材料：如铝条、不锈钢管、聚乙烯板、木材、PVC板、硬纸板等都可以应用。 2、常用工具与加工方式 常用工具 螺丝刀（十字、内六角、一字）、尖嘴钳、老虎钳、台式虎钳、电钻、钻头、钢锯、锉刀、丝攻、剪刀、锤子、尺等 常用加工方式 机床加工：学校机械厂、金工中心、玉泉校内等加工厂 焊接：紫金港附近铝合金店、玉泉北门铝合金店 3、相关市场 长城机电市场 西溪门口乘6路终点站 杭州电子市场、浙江时代电子市场 303路翠苑四区下车往