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基于SolidWorks四足行走机构的虚拟设计及动画模拟的设计 基于SolidWorks四足行走机构的虚拟设计及动画模拟的设计

格式:word 上传:2022-06-25 17:08:10

《基于SolidWorks四足行走机构的虚拟设计及动画模拟的设计》修改意见稿

1、“.....步幅小的重要。为保持步行稳定,可以采取配置调节重心。配重可以采用蓄电池或者其他。机体设计本行走机构的机体般取。机体取为,前后两腿之间的距离为,机体高为,长为。其三维图形如下图所示图机体三维图黑龙江八农垦大学毕业论文设计传动系统设计按照驱动电机的数量可将四足行走机构划分为台电机台电机驱动四条腿可以节省能量,控制比较简单,但要实现行走,传动系统将比较复杂。由于原动机装再机体上,减轻了腿的重量。日本的行机器人既用台电动机驱动复杂的连杆机构,实现步行。两台电机两台电机驱动四条腿既每台电机驱动两条腿,同样可以节省能量,控制相对复杂,但传动系统相对简单。四台电机每台电机驱动条腿,加重了腿的支撑总量,功耗较大,同时也给控制带来较大的难度。考虑综合因素,本行走机构将选择四台电机。按照第二章所优化出的各杆尺寸,再中建立三维模型,各杆将采用异型工字钢......”

2、“.....考虑到实际安装中杆与杆之间的装配,在此过程中还要设计杆与杆连接的套筒和滑动轴承。为了方便连接,与电机连接的主动杆用驱动件代替,这就简化设计过程中的传动部件,该驱动件如图所示。图驱动件图在安装过程中,要保持前后腿相位差度,这样在行走过程中,前后两腿总是交替的支撑和行走。电机与电源的选择电机的选择主要是参照其转速和功率两个参数。由于行走机构在支撑相中足端水平运动,行走过程基本上机体水平匀速直线运动,故理论上水平地面行走消耗能量不大,依靠运动消耗功率来确定电机容量不太可行,因此,电机容量按如下方法估计按机体总体质量,能以的速度沿坡度度的坡行走,则功率为黑龙江八农垦大学毕业论文设计参考中国电机产品目录,选择直流电机。选择系列直流减速电机,其技术参数如表根据实际需要,将选择,其减速比为,得到的转速为,比较合适......”

3、“.....由于将选择个直流电源,给四个电机提供功率,所以其提供的功率至少为总故选择两个电瓶作为直流电源。转向实现与控制种行走机构在行走时,必然涉及到转向的问题。目前解决行走机构转向的问题的方法由很多种。但是多数方法都是附加个新的机构来实现转向,这必然使得行走机构更加复杂化,而且容易发生机构干涉问题。本行走机构可以有如下几种转弯方案改变行走机构中曲柄的长度,形成变杆长机构,此种方法容易实现转向,但是杆长变化了,必然改变了事先设计好的轨迹以及其他特性。利用改变两电机转速的方法,使得两电机转速不致,这样电机驱动的腿行走速度必然不样。腿先,后,必然实现转弯,但此时的转弯半径应该比较大......”

4、“.....直流电机采用直流降压调速。本行走机构将选择第二种方法实现转向,用传感器控制减速的时间,以便保持转向后步态。根据直流电机的调速的调速特性知道,电机的转速与电枢供电电压成正比,写成关系式如下其中,为系数,为电机的转矩。此种调速,电枢电流与电压无关,故电机转矩不变,属于横转矩调速。在电路中串接个电阻,这样可以连续性的改变电机两端的电压,从而达到调速的目的。黑龙江八农垦大学毕业论文设计在行走机构的腿上安装传感器,当行走机构跨不过障碍物的时候,有个信号反馈给腿上的传感器,此信号被返回到动力装置,即需要转向,从而绕过障碍。继续行走。此种转向之后,存在最大的问题就是转向后步态不致。为了解决问题,可以用传感器控制转向内侧电机减速的时间,使得转向之后,外侧电机总是比内侧减速电机多转整数圈,从而使得两腿的两相位差又回到度,即回到初始的步态......”

5、“.....用传感器检测该两个地方的荧光,正常情况下,该两侧可以被检测到。当转向之后,有可能步态被打乱,即不能同时检测到此两处的荧光,传感器就会发出信号,要求继续转向。在转向的过程中,同时也进行荧光的检测,直到能够同时检测到两处荧光,即此两腿相位差又回到了度,此时发出信号,要求停止内侧电机的转速。从而实现步态致。该行走机构系统结构框图如下所步行机腿机构参数优化设计研究北京航空航天大学学报,楼鸿棣高等机械原理高等教育出版社,王旭辉,等机器马行走机构优化设计内蒙古工业大学学报,毕学涛高等动力学天津大学出版社,牧野洋,等空间机构及机器人机构学,机械工业出版社,傅则绍机构设计学成都科技大学出版社,雄友伦机器人学华中理工大学出版社,周开勤机械零件手册北京高等教育出版社,数学手册编写组数学手册北京高等教育出版社,苏金明,阮沈勇使用指南电子工业出版社......”

6、“.....邱宣怀机械设计北京高等教育出版社,濮良贵,等机械设计北京高等教育出版社,孙桓,等机械原理北京高等教育出版社,华大年机械原理北京高等教育出版社,周建成,等基于的空间机构位置分析的种新方法中国农业大学学报,黑龙江八农垦大学毕业论文设计,,,,,,黑龙江八农垦大学毕业论文设计致谢本论文的完成离不开机械系各位老师以往的教导和刘天祥导师的悉心指导与热情帮助,在此向各位老师表示最衷心最诚挚的谢意。对本论文提出宝贵意见和建议的所有老师在次并感谢,示装配的时候,考虑到重心的要求,组建调整,使得初始位置的重心保持在该行走机构支撑腿的对角线上,以保证在静态时候行走机构保持稳定。这将要逐步调整机体的长度,以及配重的实际安装要求......”

7、“.....采用用户熟悉的图形用户界面,它包括了零件设计钣金设计二维工程图自动生成装配等,功能全面,而且集成和兼容了所有系统的卓越功能,其三维实体建模系统具有易学易用的特点,参数化特征造型技术定义清晰。该软件从三维到二维工程图的转换方便快捷形象直观。基于绘制的各个零件图及装配图,参看上图所示。该软件进行重心分析,干涉分析等等。干涉检查及运动模拟零件装配好以后,要进行装配体的干涉检查,以便确定装配体中各零件之间是否存在实体边界冲突即干涉冲突发生在何处,进而为消除干涉做好准备。般对零件较多或转配要求严格的转配体,应该转配好个零件就进行次转配检查。本行走机构的转配体中的零件较少,而且为了简要说明装配过程,在装配的每个过程中没有进行装配检查,直到最后才进行总体干涉检查。从检查的结果来看,装配之后的腿的各个零件之间,以及腿与机体之间并不存在干涉现象......”

8、“.....可以模拟和捕捉装配体的运动。可以生成基于的动画文件,可在任何基于的电脑上播放。如果与共同使用,可以输出真实感图像的动画。其有两种生成动画的基本方式。第种是通过使用动画向导。动画向导可以很快生成快速动画爆炸视图动画或解除爆炸视图动画。第二种方式是在装配体中,为不同的零件指定明确的动画运动路径。生成动画之后,能基于的文件格式保存动画,然后在以外的软件播放。本行走机构利用的功能,录制了该行走机构的运动过程。行走机构稳定性研究坐标系的建立,如上图所示,与为两坐标系。由于安装时候是以为基点,所以在用软件分析中,默认以为坐标系源点但是分析问题的时候,般以主动件为坐标原点,如,这就涉及到坐标变换的问题。由安装尺寸可以得到,两个坐标系的坐标变化公式为行走机构在行走过程中,必然造成上下重心变动,此重心的波动量对行走机构的稳定性影响较大......”

9、“.....求出重心。因该行走机构从设计的开始都遵循对称原则,故总是对称于中间平面,即该行走机构的重心总是处于的平面内,故左右稳定性好。方向也影响了稳定性,但在设计过程中,已经加长了机体的长度,故该方向稳定性较好。方向上的波动量决定着该行走机构在行走过程中的能耗,方向上的最大波动量为由上分析可知,整机自行行走能力满足设计要求。黑龙江八农垦大学毕业论文设计第四章结论与建议论文完成的主要内容本文主要完成了下方面的工作理论分析与推导计算单腿的分析依据几何图形的封闭型条件,得出数学模型,根据数学模型,求出机构尺寸优化的目标函数。应用向量分析法,写出行走机构的足端轨迹的向量方程,并对该向量进行求导,得出足端的运动形式。这就有助于后来的编程分析其运动。四腿的组合行走机构步态的选择和设计,以及转向方案的选择及确定。行走机构设计求解出该行走机构行走过程中重心的波动量......”

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