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1、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（1520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：http:/ 机器人发烧友天地：http:/ 浙大图书馆：http:/ google、百度等搜索引擎 ftp:/10.13.21.66/
2、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
3、、两足（多足）式结构（略）,1、轮式结构,主动轮,主动轮,从动轮,从动轮,主动轮,常用的主、从动轮分布方式,主动轮制作方法,车轮,胶皮,主动轮剖视图,主动轮侧视图,从动轮,轮式结构电机、车轮安装示意图,电机,车轮,连轴器,电机座,轴承座,车底盘,电机座、轴承座的制作方法,轴承座示意图,电机座示意图,注意电机、轮要同轴,轴承,连轴器的制作方法,电机轴端,轮轴端,常用连轴器制作方式之一，采用镙钉固定。 也可以采用平键等其他方式固定。,螺纹孔,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、
4、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,安装端,舵机,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。,摩擦轮式实物图,摩擦轮式示意图,火炬,海绵,轴,3、真空泵简介,真空泵用途广泛，如气体采样、物体吸附等。,真空泵加吸盘结构通过真空泵的通断即可用来收集、投放火炬,其他机构,还可以采用连杆机构拨动火
5、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。,火炬,小车俯视图1,火炬,小车俯视图2,其他机构（续2）,小车俯视图1,小车俯视图2,小车俯视图3,3、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。,固定端,弹 簧,舵机控制端,3、其他机构,类似
6、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：
7、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路翠苑四区下车往北1000米 材料市场 紫金港校区门口的新时代装饰材料市场、大关材料市场等,四、机电联调（30天以上）,1、整机测试，发现不合理的地方尽快解决 2、场地实战，及时记录出现的问题以及想到的解决方案 3、做机械的同学要积极配合，这个阶段任务仍然很重，不要掉以轻心,联系方式,姓名： 陈光 实验室：浙江大学机电所新楼303室 浙江大学科技园A楼西区619室 88id：concept Email： 手机：13250805305,谢谢各位到场的同学 希望大家在这次比赛中有所收获,