机械部分的功能要求。三维效果图如下图所示第页共页图三维效果图图三维效果图图三维效果图第页共页设计总结在整个机器人机械结构设计过程中完成了以下工作机械结构总体方案按照全国机器人大赛的要求规划设计整体方案。设计了种较为使用的全向移动平台，并用做出三维实体模型。轮和电机联接的设计，可以分析出轴承代替直流电机的电机轴承受机器人的重量，轴承内圈固定不动，外圈随着轮子的转动而转动，直流电机轴不弯矩，只传递扭矩，很好的保护了直流电机轴，延长电机的寿命设计了全维轮篮球机器人的捡球机构，并用做出三维实体模型，该机构参考了机械课程设计的减速器中齿轮的传动方法，结构简单且容易实现。设计全维轮篮球机器人的弹射机构，并用做出三维实体模型，该机构易实现投篮所需的力，机构简单。将所设计的机构用组装起来，进行方案的优化分析。但是设计过成也遇到了许多问题，如轮和电机的连接还不够理想，弹射机构的具体实物能不能达到所预期的效果等等。由于时间有限，这些问题还不能很好的解决，待于以后的学习中解决。第页共页参考文献孙桓机械原理北京第六版高等教育出版社,章宏甲液压与气压传动北京第版机械工业出版社，宗光华机器人的创新设计与实践北京第版北京航空航天大学出版社,年月赵松年机电体化机械系统设计北京机械工业出版社，年日城井田胜仁机器人组装大全北京科学出版社，社，,陈建国机器人产业世纪最令人瞩目的工业安徽科技期合刊卢业忠世界机器人市场发展电子产品世界,濮良贵机械设计北京第七版高等教育出版社，第页共页致谢新疆大学两年的学习生活已经入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。在这里特别感激那些在我的学习生活中给予我帮助和鼓励的的人。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首大学时光，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护，学友情深，情同兄妹。两年的时光，我们同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们直以来对我的抚养与培育。本次毕业设计是在袁亮老师们的悉心指导下完成的。不仅使我树了远大的学术目标掌握了基本的机器人机械系统的设计方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本次毕业设计过程中的每步都是在老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血。在此，谨向袁亮老师表示崇高的敬意和衷心的感谢袁亮老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。也给与我很大的帮助，使我得到不少的提高，这对于我以后的工作和学习都有种巨大的帮助，感谢老师的耐心的辅导。两个插架组合在起将篮球举起送到弹射机构上，所以插架要具有定的强度，但是考虑到机器人的总重有限制，插架的材料密度不宜过大，同时考虑到经济性，综合以上因素插架材料选择铝型材。插架的尺寸确定由插举篮球所需要完成的动作，根据机器人的高为，插架的长取。设定插球机构在内将球送进弹射机构内，走过的角度为。以上所选的数值均为极限情况所需的参数，则插球机构的角速度约电机与传动齿轮同轴转动设减速比为，所用的两个齿轮为相同，输出转矩不变步进电机的选型计算算出工作脉冲数式中为插架完成投篮走过的距离为插架随电动机转周走过的距离步距角选为，因为所需电动机只需两相，而两相电动机的步距角为，本设计选取了度决定加减速时间加减速时间以定位时间的为适，定位时间设定为加减速时间算出运行脉冲速度算出运行速度算出加速转矩插架转动惯量算出负载转矩的脉冲数电动机每运转周所需动量电动机每运转周的移所需的移动量脉冲工作脉冲数脉冲加减速时间定位时间加减速时间起动脉冲速度工作脉冲数运行脉冲速度第页共页算出必要转矩依据转速转矩特性来选取最大起动频率考虑到机器人控制系统对电机的性能要求是精度高运行误差小重量小机器人总重有限制转矩满足要求能带动插球机构运动便于控制控制算法简单。综合以上考虑及计算结果，选取北京斯达特机电科技发展有限公司的步进电机，电气技术数据如下表表步进电机参数电机型号相数步距角度相电流驱动电压最大静转矩相电阻相电感重量空载启动频率转速齿轮的选择及校核由电机的参数可知齿轮的中心孔尺寸为，两齿啮合为开式齿轮，为标准齿轮。齿轮主要参数的选择和计算因为载荷中有轻微振动，传动速度不高，传动尺寸无特殊要求，查机械基础表，齿轮选用号钢，调质处理，硬度该齿轮传动为般齿轮传动，圆周速度不会太大，根据机械设计学基础表，选级精度。主要参数选择和几何尺寸计算齿数齿数通常在之间选取，。模数标准模数应大于或等于上式计算出的模数，查机械基础表，选取标准模数。分度圆直径其他几何尺寸的计算，第页共页齿顶高由于正常齿轮所以齿根高由于正常齿所以全齿高齿顶圆直径齿根圆直径齿根校核齿根弯曲疲劳强度的校核公式为齿形系数根据,查机械设计学基础表，得弯曲疲劳许用应力计算公式弯曲疲劳极限应力根据齿轮的材料热处理方式和硬度，由机械设计学基础图的取值线查得弯曲疲劳寿命系数根据，查机械设计学基础图得，。弯曲疲劳强度的最小安全系数本传动要求般的可靠性，查机械设计学基础表，取。弯曲疲劳许用应力将以上各参数代入弯曲疲劳许用应力公式得齿根弯曲疲劳强度校核因此，齿轮齿根的抗弯强度是安全的。第页共页插架的设计插架固定在传动轴上，座固定与底板上，再将导行架固定上，安装上气缸。其装配图如图所示图弹射机构装配图第页共页全维轮移动篮球机器人机械结构装配及总结全维轮移动篮球机器人机械结构装配图如图所示，详细情况见附图图纸。图全维轮移动篮球机器人机械结构装配图全维轮移动篮球机器人的机械装配将轮和电机的装配与捡球机构弹射机构的有机装配起，完成机器人大赛所需要的度尺式为确定公式内的各计算数值查得齿轮的弯曲疲劳强度极限查得弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数为，得计算载荷系数查取齿形系数黄河科技学院毕业设计论文第页由表查得查取应力校正系数由表查得设计计算几何尺寸计算计算分度圆直径但是根据设计上下滚轮的的中心距，在满足强度要求的情况下加大模数和齿数，来满足中心距的要求。模数齿数则中心距齿宽验算故齿轮是安全的。轴的设计校核第根轴的设计校核求轴上的功率转速和转矩有上面的计算可知，功率，转速，黄河科技学院毕业设计论文第页则取安全系数圆整为求轴上的载荷首先跟据轴的结构图做出计算简图，然后根据轴上的受力情况计算轴上个点所受的转矩，并作出弯矩图和扭矩图，如图图弯矩图和扭矩图校核轴的强度进行校核时，只校核最大的弯矩和扭矩。则由机械设计式及上述数据可得取轴选用号钢，进行调质处理，黄河科技学院毕业设计论文第页，因此，，故安全。主传动轴的设计校核求轴上的功率转速和转矩有上面的计算可知，功率，转速，则初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。根据机械设计表，取，于是得取安全系数，圆整为图轴的结构简图初步选择角接触轴承，尺寸为，故。了。轴承由定位轴肩定位，故定位轴肩为，。取安装齿轮处的轴径，齿轮的下端由轴肩定位，取轮毂长度轴与链轮之间采用普通平头平键。轴上零件轴向定位。做出轴的计算简图,求轴上零件的载荷可据此计算轴承所受的径向载荷和将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面和水平面两个平面力系。其中，水平面平面力系图中的为通过另加转矩而平移到指向轴线。力矩图和弯矩图黄河科技学院毕业设计论文第页图轴的弯矩图和扭矩图校核轴的强度式中轴的计算应力，单位轴所受的弯矩，单位轴所受的扭矩，单位轴的抗弯截面系数，单位许用弯曲应力，单位为黄河科技学院毕业设计论文第页取，其中，轴的直径为，键槽尺寸为，。代入得代入计算得查得，，故安全。轴承和键的选择与校核轴承的选用及校核故轴承不受轴向力，即，所以。求轴承当量动载荷因为，按表，取,则验算轴承寿命黄河科技学院毕业设计论文第页许用时间,故轴承是安全的。键的选用及校核花键的挤压强度校核矩形花键其规格为,倒角尺寸。挤压强度条件为式中转矩，各齿载荷不均匀系数，般为，可取齿数，为齿的工作高度对于矩形花键齿的工作长度平均直径，矩形花键许用压强，查表为代入公式，计算得故满足挤压强度要求。减速器与链轮相连接的键的校核机械部分的功能要求。三维效果图如下图所示第页共页图三维效果图图三维效果图图三维效果图第页共页设计总结在整个机器人机械结构设计过程中完成了以下工作机械结构总体方案按照全国机器人大赛的要求规划设计整体方案。设计了种较为使用的全向移动平台，并用做出三维实体模型。轮和电机联接的设计，可以分析出轴承代替直流电机的电机轴承受机器人的重量，轴承内圈固定不动，外圈随着轮子的转动而转动，直流电机轴不弯矩，只传递扭矩，很好的保护了直流电机轴，延长电机的寿命设计了全维轮篮球机器人的捡球机构，并用做出三维实体模型，该机构参考了机械课程设计的减速器中齿轮的传动方法，结构简单且容易实现。设计全维轮篮球机器人的弹射机构，并用做出三维实体模型，该机构易实现投篮所需的力，机构简单。将所设计的机构用组装起来，进行方案的优化分析。但是设计过成也遇到了许多问题，如轮和电机的连接还不够理想，弹射机构的具体实物能不能达到所预期的效果等等。由于时间有限，这些问题还不能很好的解决，待于以后的学习中解决。第页共页参考文献孙桓机械原理北京第六版高等教育出版社,章宏甲液压与气压传动北京第版机械工业出版社，宗光华机器人的创新设计与实践北京第版北京航空航天大学出版社,年月赵松年机电体化机械系统设计北京机械工业出版社，年日城井田胜仁机器人组装大全北京科学出版社，社，,陈建国机器人产业世纪最令人瞩目的工业安徽科技期合刊卢业忠世界机器人市场发展电子产品世界,濮良贵机械设计北京第七版高等教育出版社，第页共页致谢新疆大学两年的学习生活已经入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。在这里特别感激那些在我的学习生活中给予我帮助和鼓励的的人。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首大学时光，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护，学友情深，情同兄妹。两年的时光，我们同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们直以来对我的抚养与培育。本次毕业设计是在袁亮老师们的悉心指导下完成的。不仅使我树了远大的学术目标掌握了基本的机器人机械系统的设计方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本次毕业设计过程中的每步都是在老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血。在此，谨向袁亮老师表示崇高的敬意和衷心的感谢袁亮老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。也给与我很大的帮助，使我得到不少的提高，这对于我以后的工作和学习都有种巨大的帮助，感谢老师的耐心的辅导。两个插架组合在起将篮球举起送到弹射机构上，所以插架要具有定的强度，但是考虑到机器人的总重有限制，插架的材料密度不宜过大，同时考虑到经济性，综合以上因素插架材料选择铝型材。插架的尺寸确定由插举篮球所需要完成的动作，根据机器人的高