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机械创新设计小论文

来源:本站 作者: 发布时间:2019-01-28 11:25:06 人气: [ ] 查看评论

  机械创新设计小论文._职业技术培训_职业教育_教育专区。1.设计目标 设计题目:爬杆机械猫。 主要机械系统为曲柄连杆机构。因此保证机器人能顺利完成爬杆的功能,并 在上升时完成伸头以及摆尾的动作。 2.设计特点和创新点 搜集同类设计通过比较可知,普通爬杆机

  1.设计目标 设计题目:爬杆机械猫。 主要机械系统为曲柄连杆机构。因此保证机器人能顺利完成爬杆的功能,并 在上升时完成伸头以及摆尾的动作。 2.设计特点和创新点 搜集同类设计通过比较可知,普通爬杆机器人是在直杆上爬行,原理图如下 所示,而我本次设计的执行机构为弯杆,与同类爬行机器人相比,我本次设计的 爬行机器人不但能在直杆上爬行,并能在弯杆上爬行,极大的提高了爬行机器人 的应用场合。 3.运动原理与功能模块划分 我们此次做的课程设计名为爬杆机器人。该机器人模仿虫 蠕动的形式向上爬行,其爬行运用简单的曲柄滑块机构。其中 电机与曲柄固接,驱动装置运动。曲柄与连杆铰接,其另一端 分别铰接一自锁套(即上下两个自锁套) ,它们是实现上爬的 关键结构。当自锁套有向下运动的趋势时,由力的传递传到自 锁套,球、锥管与圆杆之间形成可靠的自锁,阻止构件向下运 动,而使其运动的方向始终向上(运动示意见右图) 。 功能模块:爬杆功能、伸头功能、摆尾功能。 设计方案主要分为:曲柄滑块机构和气功驱动两种形式。 圆杆 下自锁套 连杆 上自锁 套曲柄 4.设计方案的分析、比较与评价 通常情况下,一部的机器需要通过电机带动一系列复杂的机构使其正常运 转,这其中涉及到很多简单且基本的机械机构。当然,也可以直接通过电机带动 整部机器的运转, 这完全取决于机器所需完成的工作以及设计该机器时所面临的 种种实际情况。针对该爬杆机器人,提出两套设计方案,分别是:由曲柄滑块机 构带动和由气压元件直接驱动。 曲柄滑块机构工作原理如下: 1 在平面连杆机构 中,能绕定轴或定点作 整周回转的构件被称 为曲柄。而通过改变平 面四杆机构中构件的 形状和运动尺寸能将 其演化为不同的机构 形式,就曲柄滑块机构 而言,它是通过增加铰 链四杆机构中摇杆的长度至无穷大而演变过来的。 改机构实际上是由一曲柄一端 铰接在机架上,另一端铰接一连杆,连杆的另一端联结一滑块,在曲柄为主动件 运动时带动连杆,连杆又带动滑块,使其在平面某一范围内做直线) 。 其次是气动的原理:该运动原理与上述的曲柄滑块机构相比,在保留两滑块作为 自锁装置的前提下, 省略了联结两滑块的传动装置,转而用两个汽缸直接带动两 个滑块的上下移动。 这样的设计更直接也更简洁,至于两者到底哪个更合理呢? 现在我们结合两者的利弊,着重分析一下各自的优缺点: 就采用汽缸驱动而言,它形式简单、结构简便,从机械设计角度而言讲究尽 量采用基本机构,设计的机构要简单、可靠。而汽缸则融会了上述的优点,它由 驱动机构直接带动两个自锁滑块,避免了两者间的连接机构,精简了构件之间的 连接。此外,该机构具有环保等特点,它利用空气作为动力源,无污染、运动时 无噪音,而且运行速度快,可以在短时间内使机器人爬到杆的顶端,它还能够随 身携带气包作为动力源,可以做到无线操作。 就采用曲柄滑块结构而言, 它属于平面连杆机构, 具有结构简单、 制造方便、 运动副为低副,能承受较大载荷;但平衡困难,不易用于高速。我们设计的机构 是由电机经减速直接驱动的,和利用气动原理相比它多了一套传动和连接机构, 但该机构运用的原理简单,设计合理,而且它不仅能在自杆上爬行,更能在弯曲 的管道外爬行,具体的示意图见下。 综上所述,选取“曲柄滑块机构”作为该爬杆机器人的最终运动方案。 2 5. 总体结构设计 5.1 伸头功能的实现 方案一:由凸轮机构实现: 方案二:由平面六杆机构实现 方案三:由平面四杆机构实现 伸头动力传输: 齿轮 1 固连在曲柄上,由电机带动,齿轮 1

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