摆臂机器人的摆臂结构设计

1摆臂机器人摆臂作用

摆臂的作用是是机器人在越障时起辅助作用,使机器人受力情况改变,更加灵活的适应崎岖的环境。

主要作用为以下两点:

1.支撑摆臂的前轮,使之能够自由滚动。

2.度转动时,能够支撑起车体。

为了使与摆臂相连的轮能够自由转动,设计成输出轴上套轴承,轴承支撑车轮的形式。摆臂主体实际上是一块钢板,形状与摆臂两个轮的形状相一致,尺寸略小于轮。前导轮安装在一个短轴上,而短轴也是通过花键嵌到肋板上的。为了使花键与肋板不发生相对错动,故当肋板安装到位后,用螺栓将肋板与花键轴连接起来。为了增加肋板的强度刚度,在肋板外侧连接一个条形挡板。在肋板前端短轴末端用螺栓连接一个挡板,用来卡住轴承。为了使之运动平稳,肋板相连的大轮直径应该与前车轮直径相同而为了减小整机的尺寸,前轮是靠轴承支撑的。摆臂是用来联接主动轮与摆臂轮,且能固定摆臂轮。摆臂的长度由越障高度来决定。本设计中,由于机人本体较重,为减轻重量,采用肋板式结构。摆臂先通过铸造,然后进行钻孔、铣键槽等机械加工。安装摆臂轮处采用自张紧结构,通过靠螺栓锁紧摆臂轮张紧履带,这样结构相对变得简单,而且有利于减重。摆臂需加工花键,通过花键与齿轮联接,从而实现摆臂旋转运动。

固定肋板处厚度为。

6.2肋板部分设计

履带肋板是整个履带驱动装置中的基础部分,主要起支撑作用,履带从动轮,张紧轮分别安装在肋板上,所设计的机器人移动部分采用的是轮履结合式,这种机构设计使机器人具有良好的越障和爬坡能力,履带驱动部分必须能够实现在履带主动轮转动的过程中肋板也能够绕从动轮的轴线转动,即在有不同角度障碍物的情况下能够顺利越碍。支撑轮等零件都以前后肋板为固定支架,前后肋板的刚度直接影响着这些零部件工作状态,若前后肋板刚性较差,在受到外界冲击力的作用下易产生变形,那么将会直接导致电机安装位置产生错位,电机驱动齿轮与后同步带轮中的传动齿轮不能正常啮合甚至卡死,或者导致安装在后肋板上的承重轮不能正常支撑同步带,失去承载机器人负荷的作用。

为了实现肋板能够绕轴线中心转动,需要使用电机提供扭矩,履带驱动装置需要的扭矩越大,相同型号的电机的尺寸也越大,从经济性的考虑,应尽量减轻整个履带驱动装置的重量,所以在材料选择方面,肋板的材料应满足质量轻,高强度,高硬度,易加工的优点,综合选择,铝合金能够满足一般的性能要求,所以肋板的材料选择铝合金。




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