机器人设计.doc

四足机器人设计 专 业： 机械工程及自动化 班 级： 机械4班 学 号：0801010435 王伟庆 0801010432 汪伟伟 0801010441 姚志文 0801010440 颜卫江 0801010430孙雷 指导老师： 倪文斌 2011年12年5日 目录 摘要 引言 绪论 任务 设计 运动仿真 致谢 参考文献 摘要: 本文从机器人的概念入手，本文在将平面机构应用到四足步行机器人腿部机构的基础上，设计了一四足步行机器人密封装配结构设计方案。 本论文的研究意义在于：将平面机构应用做四足步行机构的腿部机构，提高其跨步能力与柔性；将四足步行机器人的整个控制系统装配在机体中，采用，实现步行机器人、 论文的主要工作有：在对传统步行机构总结分析的基础上，提出配在步行机器人的机体中，通过轴传动来驱动步行机构实现步行，为步行机器人的控制方案奠定了基础；论文的最后在分析步行机器人传统控制传感器的基础上，详细分析并分几种情况分别分析了其监测原理，并在Pro/E的Mechanism模块中实现了仿真将平面机构应用于四足步行机器人的腿部结构，并对其轨迹做了详细计算分析；然后设计了一套四足步行机器人密封装配结构设计方案，建立四足步行机器人单足结构、驱动以及传感器监测的三维实体模型，将机器人的整个控制系统，密封装”一种可编程和多功能的操作机或是为了执行不同的任务而且具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。“ 机器人由执行机构和驱动装置组成。 执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为机器人高科技产物(18张)关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）等。 驱动装置是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等，此外也有采用液压、气动等驱动装置。目前，科学技术的发展大力推动了机器人技术的研究和应用，越来越多的工业机器人被应用到各种生产线上，工业机器人的研究也逐步成熟。但对于移动机器人尤其是步行机器人的研究相对较少，而机器人研究的目标就是使机器人越来越具有人类的特征。 本文通过大量的资料查阅和观察、试验的方法，对双足、四足、六足步行机器人展开了研究。从仿生学的角度研究了各种步行机器人的步态和体态，并设计四足步行机构。针对现有多足机器人多采用刚性腿机构，本文提出缓冲腿机构。现有仿人机器人多以串联机构为主 2. 本课题的研究内容 在Pro/Engineer Wildfire中，用户可以通过对机构添加运动副、驱动器使其运动起来，以实现机构的运动仿真。而机构又是由构件组合而成的，其中每个构件都在足以以一定的方式至少与另一个构件相连接，这种连接既使两个构件直接接触，又使两个构件产生一定的相对运动。创建机构的过程与零件装配的过程极为相似。 由于机构仿真与零件装配都是将单个零部件装成一个完整的机构模型，因此它们之间有很多的相似之处。 1．相似点 （1） 两者皆利用“元件放置”对话框连接或安装零部件。 （2） 装配和子装配之间的关系相同， Pro/Engineer Wildfire将连接信息保存在装配文件中，这意味着父装配继承了子装配中的连接定义。 2．不同点 （1） 创建机构是应用“元件放置”对话框中的“连接”功能连接机构中的各个构件；而零件装配直接在“元件放置”对话框中通过定义装配约束来安装各个零部件。 （2） 由零件装配得到的装配体， 其内部的零部件之间没有相对运动；而由连接得到的机构，其内部的构件之间可以产生一定的相对运动。 （3） 创建机构以后必须添加驱动器才能进行机构运动仿真。 基于这一特点，将PRO/E引入曲柄摇杆机构和平面四杆机构的运动仿真中，一方面可以大大改善机构的动作准确性和可靠性；另一方面,又可兼容传统的机构运动分析设计思想和技术方法，应用PRO/E软件编辑能很快设计出最简明的符合规程的方案。PRO/E的微电脑属性使得各构件之间、构件与驱动器之间能够按计算机通讯方式进行数据传递，从而构成整个机构运动仿真的自动化系统 设计 一、基本原理 本项目的机器人，利用“摆动曲柄机构”原理，把电机的旋转运动转换为驱动腿