(完整版)六足機(jī)器人設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

1、機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目六足機(jī)器人設(shè)計(jì)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師目錄.1.141.241.341.45.2.162.27.3.183.293.3113.419.4.1174.2184.219.5.1205.2235.3245.425.6.1276.2276.3276.429.7.1317.232.33第九章附錄341.1現(xiàn)狀分析所謂多足機(jī)器人， 簡(jiǎn)而言之，就是步行機(jī)。在崎嶇路面上 , 步行車輛優(yōu)于輪式或履帶式車輛。腿式系統(tǒng)有很大的優(yōu)越性：較好的機(jī)動(dòng)性 , 崎嶇路面上乘坐的舒適性 , 對(duì)地形的適應(yīng)能力強(qiáng)。所以 , 這類機(jī)器人在軍事運(yùn)輸、海底探測(cè)、礦山開(kāi)采、星球探測(cè)、殘疾人的輪椅、教育及娛樂(lè)等眾

2、多行業(yè) , 有非常廣闊的應(yīng)用前景 , 多足步行機(jī)器人技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。因此對(duì)于多足機(jī)器人的研究與設(shè)計(jì)是非常有意義的一項(xiàng)工作。1.2六足機(jī)器人的意義六足機(jī)器人作為多足機(jī)器人里面的代表。它具有多自由度，能進(jìn)行多方向，多角度的移動(dòng)，可以適應(yīng)復(fù)雜的路況，并聯(lián)機(jī)器人通過(guò)多個(gè)支鏈聯(lián)接動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái),從而增加了運(yùn)動(dòng)學(xué)的復(fù)雜性，因此其研究具有非常重要的意義。此次課程設(shè)計(jì)是圍繞具有空間三自由度的六足機(jī)器人展開(kāi)的，它由上平臺(tái)、下平臺(tái)、 3 根主動(dòng)桿、 3 根平行四邊形從動(dòng)支鏈、3 個(gè)電動(dòng)機(jī)、連接板等組成。主動(dòng)桿與平臺(tái)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接，從動(dòng)桿通過(guò)2 個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)副與主動(dòng)桿相連，3 個(gè)這樣的

3、平行四邊形從動(dòng)支鏈保證了平臺(tái)智能有三個(gè)方向的自由度。1.3課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造中的機(jī)械設(shè)計(jì)部分，是機(jī)械類專業(yè)重要的綜合性與實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其基本目的是：1. 通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他選修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和拓展。2. 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過(guò)程。3. 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖，熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等。1.4課程設(shè)計(jì)的基本要求本設(shè)計(jì)的基本要求是：1.

4、能從機(jī)器功能要求出發(fā)，制定或分析設(shè)計(jì)方案，合理選擇電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件。2. 能按機(jī)器的工作狀況分析和計(jì)算作用在零件上的載荷，合理選擇零件材料，正確計(jì)算零件工作能力和確定零件主要參數(shù)及尺寸。3. 能考慮制造工藝、安裝于調(diào)整、使用與維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和安全等問(wèn)題，對(duì)機(jī)器和零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4. 圖面符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，尺寸及公差標(biāo)注正確，技術(shù)要求完整合理。2.1機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化下圖為此次課程設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)的裝配圖：圖2-1 ：六足機(jī)器人裝配圖為了研究其在運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)方面的方便，需要將機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面機(jī)構(gòu)，在機(jī)器人只是向上抬腿時(shí)，因?yàn)闄C(jī)器人的下底盤不會(huì)前后左右移動(dòng)， 只會(huì)沿著 z軸方向上下移動(dòng)， 因此，在上升過(guò)程

5、中，可將上底盤固定，在下腳連電機(jī)處加上一移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副，將機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為如下圖所示的機(jī)構(gòu)：xbRl1Al 2ar圖2-2 ：簡(jiǎn)化的平面機(jī)構(gòu)圖2.2方案設(shè)計(jì)根據(jù)簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，我們制定如下設(shè)計(jì)方案:一：傳動(dòng)裝置的方案設(shè)計(jì)：分析擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案，繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。二：傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)： 計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，選擇電動(dòng)機(jī)。三：傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)：確定傳動(dòng)零件的材料，主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸，包括軸的設(shè)計(jì)及校核，軸承及軸承組合設(shè)計(jì)，選擇鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器。四：機(jī)器人裝配圖及零件圖繪制：繪制機(jī)器人裝配圖和零件圖，標(biāo)注尺寸和配合。五：對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)。3.1桿長(zhǎng)分析假設(shè)無(wú)限長(zhǎng)，那么在圖中機(jī)構(gòu), 若桿繞 A點(diǎn)

6、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則滑塊上升。但此時(shí)，幾乎不影響桿與x軸夾角 b的變化。因此，可得如下結(jié)論：機(jī)構(gòu)的抬腿高度此時(shí)完全由的長(zhǎng)度決定，但在實(shí)際過(guò)程中，不可能選擇為無(wú)限長(zhǎng)，但當(dāng)長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于時(shí)，抬腿高度基本由的長(zhǎng)度確定，再考慮上其他因素的影響，因此預(yù)先確定桿長(zhǎng)。xbRl1l 2ahry圖3-1 簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)圖由上圖可看出，步距基本上由桿長(zhǎng)和轉(zhuǎn)角確定，假設(shè)的最大值為度，則此時(shí)xl 3cos45 0 cos30 06 l43 。而，因此大體上。大體上，可由此預(yù)先確定桿長(zhǎng)。根據(jù)要求。抬腿高度為mm，步長(zhǎng)為 mm。根據(jù)上述，可預(yù)先確定桿長(zhǎng)，圓整到，這樣 l 1 2l 5 l 3 180 2 41 262mm。3.2桿長(zhǎng)驗(yàn)

7、證由圖 3-1 所示：可得：l 22l 12y 2r R 2cosa 3y 2r R 22l2用matlab 編程模擬選的桿長(zhǎng)是否可用，程序如下：%用桿長(zhǎng)計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)角l1=270;l2=87;r=36;R=90;g=33;b=r-R;y=250:0.1:285;a3=acos(l2*l2-l1*l1+y.*y+(r-R)2)./(2*l2*sqrt(y.*y+(r-R)2);a2=atan(y./(R-r);a=(pi-a2-a3)*180/piplot(y,a)title( 用桿長(zhǎng)計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)角a- -y);xlabel(y, 高度 - 抬腿高度 );ylabel(a, 電機(jī)轉(zhuǎn)角 );設(shè)定桿，

8、, 從變到。由此運(yùn)行出下圖結(jié)果：圖3-2 抬腿高度與電機(jī)轉(zhuǎn)角圖電機(jī)轉(zhuǎn)角最大值：當(dāng)時(shí)， ；電機(jī)轉(zhuǎn)角最小值：當(dāng)時(shí)， 。這是上底盤不動(dòng)，下底盤上升時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)角的變化范圍。當(dāng)下底盤不動(dòng)，上底盤上升時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)角變化也應(yīng)是3.3位置分析：根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)角與抬腿高度的關(guān)系，驗(yàn)證在此桿長(zhǎng)下，下底盤中心的運(yùn)動(dòng)范圍。其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。圖 3-3 結(jié)構(gòu)示意圖設(shè), 則點(diǎn)在坐標(biāo)系中位置矢量為r cosbior sin0i4i 3 , i (1,2,3) ,i , i6點(diǎn)在坐標(biāo)系中，位置矢量為r cosaior sin0i34i,i , i, i (1,2,3)6點(diǎn)在坐標(biāo)系中，其中為點(diǎn)與軸的夾角。假設(shè)矢量在坐標(biāo)中，則矢量

9、在坐標(biāo)系。(Rl sini因?yàn)椋?Bi Pi(Rl 2 sinil2 cos izr )cos r )siniixy22(R l2 sin i r)cos i x(R l2 sin i r)sin i y (l2 cosi z)2 l1i2圖3-4支鏈?zhǔn)噶繄D其中，l1i2l 324l524 l 3l 5cosi因?yàn)辄c(diǎn)，點(diǎn)投影在Y軸上，所以，通過(guò)坐標(biāo)變換得（其中， ，分別為點(diǎn)橫縱坐標(biāo)）xB 1 cos240yB1 sin 240l3 sin1 ， xB 2 cos120yB 2 sin120l 3 sin2 。cos 14l32( x3y) 22l3即，則 cos4l32( x3 y)222l3

10、cosl 32x23l 3l112l 324l522l 54l 32( x3y) 2l 122l 324l 522l 54l 32( x3 y) 2l132l 324l 524l 5 l 32x 2根據(jù)式得位置反解：1arcsin(l112(Rr )2(Rr )(3xy)l 22x2y 2z2) arctan2l2 z2222l 2 ( R r )3l2 x yl22l2Rr3l2 xyl24zl22arcsin(l122(Rr )2( Rr )(3xy)l22x2y2z2)arctan2l2 z2l2Rr3l 2 xyl224z222l2 ( R r )3l2 x yl2l23arcsin(

11、l132(Rr )22( Rr ) yl 22x2y2z2)arctan2l2 z4l2 ( R r y)24z2l222l 2 ( R r y)根據(jù)位置反解，我們得到了電機(jī)轉(zhuǎn)角與步長(zhǎng)之間的關(guān)系，我們用 MATLAB進(jìn)行了仿真，其關(guān)系如圖3-5 所示：圖 3-5 步長(zhǎng)與轉(zhuǎn)角關(guān)系圖放大之后的圖像如下圖所示：圖 3-6 步長(zhǎng)放大圖其程序見(jiàn)附錄一。與此同時(shí)，我們建立了另一個(gè)程序?qū)ψ畲蟛介L(zhǎng)進(jìn)行了檢驗(yàn)，圖形如下圖 3-7角度與步長(zhǎng)關(guān)系驗(yàn)證程序圖 3-8 角度與步長(zhǎng)關(guān)系放大圖同樣，由圖 3-1 可得 y與a的關(guān)系如下：y l 2 sin(wt )l 122r R l 2 cos(wt)其仿真圖像如下圖 3

12、-7 所示圖3-7 電機(jī)轉(zhuǎn)角與抬腿高度圖3.4速度分析xbRl1l 2vary圖3-8 速度分析圖1x = l 2cos(wt)w +l1 2 - (r - R + l 2 cos(wt) 2 (r - R + l 2 cos(wt)(l 2sin(wt)w)電機(jī)轉(zhuǎn)角與速度關(guān)系如下圖所示圖3-9 速度與轉(zhuǎn)角關(guān)系圖4.1 電機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算圖4-1 受力分析圖如圖 4-1 所示，為力的分析圖，可得電機(jī)轉(zhuǎn)矩與電機(jī)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，以及 L1桿上受力與電機(jī)轉(zhuǎn)角的關(guān)系。公式如下：m = g l 2 (tan(wt) (r - R + l 2 cos(wt) + l 12 - r - R + l 2 cos(w

13、t) 2 l1圖4-2 電機(jī)轉(zhuǎn)角與扭矩關(guān)系圖4.2桿件受力分析l1 2 - (r - R + l 2cos(wt) 2 )sinb =l 1圖4-3 電機(jī)轉(zhuǎn)角與受力關(guān)系圖4.3電機(jī)選擇根據(jù)所需的最大扭矩，以及電機(jī)的重量，查閱資料，可選擇如下電機(jī)電機(jī)： 86BYG9416電機(jī)銘牌圖4-4 電機(jī)接線圖5.1軸的尺寸與校核由受力分析可知，電機(jī)的最大扭矩為：。軸選擇鋼制實(shí)心軸，其軸截面的極慣性矩為：(1)對(duì)于鋼制實(shí)心軸，其受的扭矩為：(2)軸受轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，其扭角:(3)由此可得，單位軸長(zhǎng)的扭角為：(4)式子中為每米軸長(zhǎng)的許可扭轉(zhuǎn)角，在此，選擇。軸材料的切變模量為：。由(1)、(2)、(3) 、 (4)

14、 整理的：9.55 1061000 4 P4 P(5)dA44nn8.1103257.3所以，故可選軸的直徑為。為簡(jiǎn)化計(jì)算，可將所有的軸的直徑都選為，而在機(jī)構(gòu)中軸又分為：短軸，電機(jī)軸。5.1.1短軸尺寸的確定對(duì)于短軸，它屬于階梯軸，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：圖6-1 短軸尺寸圖軸所承受載荷為：對(duì)應(yīng)的軸承可選：深溝球軸承，其基本額定載荷為：。故軸承可用。5.1.2電機(jī)軸尺寸的確定對(duì)于電機(jī)軸，它同樣屬于階梯軸，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：圖 6-2 電機(jī)軸尺寸圖軸所承受載荷為：5.2主動(dòng)桿（ L2）的尺寸與校核圖6-3 主動(dòng)桿尺寸確定根據(jù)上圖零件的簡(jiǎn)圖，在受力分析時(shí)，可以簡(jiǎn)化為如下受力模型。圖6-4 桿的受力分析圖M=

15、2.995 L1=50mm b=10mm h=16mmM max2.99593.6MPaW1116210910821091066材料 ：鋁合金合金 牌號(hào)： ZAlSil2合金代號(hào)： ZL102=145MPa5.3其他桿件的尺寸與校核平行四邊形長(zhǎng)桿（ L3）校核：受力分析如下圖：圖6-5桿件分析圖校核公式如下3.1427010 9816 388310 12F121246657 N1881032因?yàn)樗栽摯藯U安全。5.4其他零件尺寸確定軸承座尺寸如下端蓋尺寸如下：上腿尺寸如下：連接板尺寸：其他尺寸分布見(jiàn)具體零件圖。6.1軸承的選擇與校核前面對(duì)軸已經(jīng)進(jìn)行的校核，根據(jù)軸的尺寸，查閱手冊(cè)，軸承可選：深溝

16、球軸承，其基本額定載荷為：。故軸承可用。6.2聯(lián)軸器的選擇與校核依據(jù)電機(jī)的最大扭矩為：，且要保證聯(lián)軸器的重量盡量輕，還需保證機(jī)器人在邁步時(shí)三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速差，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。綜上考慮，最終選定，梅花形彈性聯(lián)軸器其型號(hào)為：。圖 6-1 聯(lián)軸器6.3螺栓的選擇與部分承重螺栓的校核6.3.1上腿螺栓校核圖6-2 上腿螺栓受力分析軸向螺栓校核：，剪力校核：，H=285mm，6.3.2連接板螺栓校核連接板的方式非常重要，連接板的方式及質(zhì)量直接關(guān)系到所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的機(jī)器人能否長(zhǎng)期高速高效穩(wěn)定工作。為此要計(jì)算出每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的 , 和及產(chǎn)生的最大扭曲力矩, 和。這里在計(jì)算 , 和時(shí)，不是每個(gè)軸自己運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的力，而

17、是在整個(gè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)，使該軸產(chǎn)生的最大合成運(yùn)動(dòng)速度和加減速度值對(duì)應(yīng)的 , 和。而 , 和的計(jì)算也要考慮等效重心位置與滑塊中心位置。在求出 , 和及產(chǎn)生的最大扭曲力矩, 和后，所設(shè)計(jì)的連接方式至少要有3 倍的余量。圖6-3 連接板螺栓受力分析，查手冊(cè)得 ,螺栓選擇六角頭螺栓螺母選擇 I 型六角螺母，6.4鍵的選擇與校核圖6-5鍵的分析圖，T2.995Nm, d12mm, h4mm,b4mm, t 2.5mm, L 8mm, l L bp4T100MPa62.4MPa phl d選擇圓頭平鍵，課程設(shè)計(jì)是專業(yè)課知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐過(guò)程，是我們學(xué)習(xí)專業(yè)課不可缺少的實(shí)踐經(jīng)歷，本次課程設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行CDIO

18、課程設(shè)計(jì)的第二階段，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們將之前所學(xué)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等專業(yè)課程知識(shí)綜合運(yùn)用在一起，增強(qiáng)了我們對(duì)專業(yè)知識(shí)掌握的牢固程度，提高了我們的專業(yè)素養(yǎng)，是對(duì)我們計(jì)算、設(shè)計(jì)、運(yùn)用、思考、合作能力的綜合檢驗(yàn)。7.1課程設(shè)計(jì)過(guò)程此次課程設(shè)計(jì)共分以下幾個(gè)階段進(jìn)行：1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段，通過(guò)進(jìn)行機(jī)器人的拆裝實(shí)驗(yàn)及參閱設(shè)計(jì)資料等途徑了解六足機(jī)器人，閱讀教材工具書有關(guān)內(nèi)容，明確并擬定設(shè)計(jì)過(guò)程和進(jìn)度計(jì)劃。2、傳動(dòng)裝置的方案設(shè)計(jì)階段，（1）分析和擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案，繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，對(duì)各方案的優(yōu)劣進(jìn)行簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)。（2）計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，選擇電動(dòng)機(jī)。（3）確定傳動(dòng)零件材料，主

19、要參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。3、機(jī)器人裝配草圖設(shè)計(jì)和繪制階段， （1）分析并選定機(jī)器人的結(jié)構(gòu)方案。（2）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，繪制裝配草圖。（3）審查和修正裝配草圖，對(duì)零件材料、結(jié)構(gòu)工藝性、加工工藝性等進(jìn)行檢查。（4）繪制機(jī)器人裝配圖，標(biāo)注尺寸配合，編寫技術(shù)要求、標(biāo)題欄和明細(xì)表。4、機(jī)器人的零件圖繪制階段，繪制軸零件圖， 繪制基準(zhǔn)件零件圖5、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書階段， 將上述內(nèi)容、 步驟進(jìn)行總結(jié)。7.2設(shè)計(jì)體會(huì)此次課程設(shè)計(jì)帶給我很大的收獲，雖然不可能做到盡善盡美，但畢竟是努力的成果。至少我認(rèn)為，我們的這次課程設(shè)計(jì)取得了令人滿意地成果，尤其是學(xué)習(xí)之外的收獲，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于課程設(shè)計(jì)本身。課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)團(tuán)體合作工作，與組員之間

20、的配合問(wèn)題也被擺在了一個(gè)重要的位置。如果我們沒(méi)有協(xié)力合作，設(shè)計(jì)根本不可能完成。雖然一開(kāi)始由于組員各自有各自的事情，很多時(shí)候不能夠及時(shí)的進(jìn)行討論，但是大家積極的態(tài)度卻很好地彌補(bǔ)了這一問(wèn)題，各成員充分發(fā)揮了自己的優(yōu)勢(shì)。小組成員經(jīng)歷了討論制作，再討論，再優(yōu)化的過(guò)程。在我們的目標(biāo)變得模糊時(shí)，組員主動(dòng)將自己的想法和小組其他成員進(jìn)行討論與溝通，鼓勵(lì)她們將任務(wù)細(xì)化，并且實(shí)施逐個(gè)擊破的策略。因此，在整個(gè)過(guò)程中，每個(gè)小組成員都能積極的提出各種解決問(wèn)題的方案，使得我們的整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程顯得很平穩(wěn)。合理的工作分配，積極的態(tài)度，相互之間的溝通，成為了我們完成此次課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一環(huán)，保證了此次課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，達(dá)到了老師

21、對(duì)課程設(shè)計(jì)的基本要求。課程設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)踐意義，它是對(duì)我們的一次考核和知識(shí)補(bǔ)充，在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我更加熟練了CAD制圖和 Solidworks制圖，使所學(xué)專業(yè)知識(shí)更加系統(tǒng)化。最后，我希望我們可以經(jīng)常進(jìn)行這方面的訓(xùn)練，鞏固專業(yè)知識(shí)，同時(shí)我將保持課程設(shè)計(jì)期間養(yǎng)成的良好習(xí)慣，繼續(xù)培養(yǎng)自己，使自己成為一位優(yōu)秀的人才！1 雷靜桃 , 高峰 , 崔瑩 . 多足步行機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及展望J. 北京：北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) .2 徐灝 . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) S. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1993:83 王耀南 . 機(jī)器人智能控制工程 M. 北京：科學(xué)出版社.2004.4 李鶴軒 . 陳瑜 . 機(jī)電一體化技術(shù)

22、手冊(cè)第二版 S. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .5 邱宣懷 . 機(jī)械設(shè)計(jì) M. 北京：高等教育出版社， 2010.12.6劉鴻文 . 材料力學(xué) M. 北京：高等教育出版社，2010.127 鄭文緯 . 吳克堅(jiān) . 機(jī)械原理 M. 北京：高等教育出版社,1995.附錄一：%角度和步長(zhǎng)的關(guān)系驗(yàn)證程序r=36;R=90;l3=188;l5=41;l2=87;x=-110:1:110;x,y=meshgrid(x);z=285;% l11=l32+4*l52+2*l5*sqrt(4*l32-(-x+sqrt(3)*y).2);% l12=l32+4*l52+2*l5*sqrt(4*l32-(x+sqrt(3

23、)*y).2);% l13=l32+4*l52+4*l5*sqrt(l32-x.2); a4=asin(l32+4*l52+2*l5*sqrt(4*l32-(-x+sqrt(3)*y).2)-(R-r)2+(R-r)*(sqr t(3)*x+y)-l22-x.2-y.2-z.2)./sqrt(2*l2*(R-r)-sqrt(3)*x*l2-y*l2).2+4*z. 2*l22)+atan(2*l2*z)./(2*l2*(R-r)-sqrt(3)*l2*x-y*l2); a5=asin(l32+4*l52+2*l5*sqrt(4*l32-(x+sqrt(3)*y).2)-(R-r)2+(R-r)

24、*(-sqr t(3)*x+y)-l22-x.2-y.2-z.2)./sqrt(2*l2*(R-r)+sqrt(3)*x*l2-l2*y).2+4*z. 2*l22)+atan(2*l2*z)./(2*l2*(R-r)+sqrt(3)*l2*x-y*l2); a6=asin(l32+4*l52+4*l5*sqrt(l32-x.2)-(R-r)2-2*(R-r)*y-l22-x.2-y.2-z.2)./(sqrt(4*l22*(R-r+y).2+4*z.2*l22)+atan(2*l2*z./(2*l2*(R-r+y);a1=(a4=(10*pi/180)&a5=(10*pi/180)&a6=(

25、10*pi/180).*a4;a2=(a4=(10*pi/180)&a5=(10*pi/180)&a6=(10*pi/180).*a5;a3=(a4=(10*pi/180)&a5=(10*pi/180)&a6=(10*pi/180).*a6;subplot(3,3,1);mesh(x,y,(a1*180/pi);xlabel(x);ylabel(y);zlabel(a1);grid;subplot(3,3,2);plot(x,(a1*180/pi);xlabel(x);ylabel(a1);grid;subplot(3,3,3);plot(y,(a1*180/pi);xlabel(y);yla

26、bel(a1);grid;subplot(3,3,4);mesh(x,y,(a2*180/pi);xlabel(x);ylabel(y);zlabel(a2)grid;subplot(3,3,5);plot(x,(a2*180/pi);xlabel(x);ylabel(a2);grid;subplot(3,3,6);plot(y,(a2*180/pi);xlabel(y);ylabel(a2);grid;subplot(3,3,7);mesh(x,y,(a3*180/pi);xlabel(x);ylabel(y);zlabel(a3)grid;subplot(3,3,8);plot(x,(a3

27、*180/pi);xlabel(x);ylabel(a3);grid;subplot(3,3,9);plot(y,(a3*180/pi);xlabel(y);ylabel(a3);grid;附錄二%用時(shí)間確定上升高度， 速度，轉(zhuǎn)矩以及 L1桿（上桿）的受力（F）圖l1=270;l2=87;r=90;R=36;g=33;w=1;t=12.2981*pi/180:0.001:32.6098*pi/180;y=l2*sin(w*t)+sqrt(l1.*l1-(30+l2*cos(w*t).2);m=g*l2/l1.*(tan(w*t).*(r-R+l2*cos(w*t)+sqrt(l1.*l1-(r

28、-R+l2*cos(w*t).2);x=l2*cos(w*t)*w+1./(l12-(30+l2*cos(w*t).2).(1/2).*(30+l2*cos(w*t).*(l2*sin(w*t)*w);%x ?subplot(2,2,1);plot(t*180/pi,y);title( 用電機(jī)轉(zhuǎn)角計(jì)算上升高度y- -a);ylabel(y,高度 - 抬腿高度 );xlabel(t,時(shí)間（ a, 電機(jī)轉(zhuǎn)角） );subplot(2,2,2);plot(t*180/pi,m);title( 用電機(jī)轉(zhuǎn)角計(jì)算電機(jī)扭矩m- -a);ylabel(m, 電機(jī)扭矩 );xlabel(t,時(shí)間（ a, 電機(jī)轉(zhuǎn)

29、角） );subplot(2,2,3);plot(t*180/pi,x);title( 用電機(jī)轉(zhuǎn)角計(jì)算速度x- -a);ylabel(x,上升速度 );xlabel(t,時(shí)間（a, 電機(jī)轉(zhuǎn)角） );s=30/(38.6*pi/180-6.6*pi/180)b=asin(sqrt(l1.*l1-(30+l2*cos(w*t).2)/l1);c=pi/2-w*t-b;f=m./(l2*cos(c);subplot(2,2,4);plot(t*180/pi,f);title( 用電機(jī)轉(zhuǎn)角計(jì)算L1上的力f- -a);ylabel(f,L1上的力 );xlabel(at,時(shí)間（a, 電機(jī)轉(zhuǎn)角） );設(shè)定

30、桿，。最大步距空間點(diǎn)陣程序%鏈 -綜合，空間、xoz 、 xoz 限制%第一條鏈在空間坐標(biāo)系中的范圍l3=input( 電機(jī)桿長(zhǎng)度L3=); l1=input( 連桿長(zhǎng)度L1=); l=input( 平行四邊形機(jī)構(gòu)豎桿長(zhǎng)度L= ); r1=input( 上盤半徑r1=); r2=input( 下盤半徑r2=);g=input( 電機(jī)桿a1 最大值 = );h=input( 平行四邊形與上盤夾角= );f1=input( 平行四邊形最大擺角= );fora1=0:0.3:gforb1=0:0.3:hforc1=(-f1):0.3:f1x1=r1+(2*l1+l*cos(c1)*cos(a1)-l

31、3*cos(b1)-r2;y1=l*sin(c1);z1=(2*l1+l*cos(c1)*sin(a1)+l3*sin(b1);subplot(2,3,1);plot3(x1,y1,z1,b.)holdon ;endendendxlabel(x),ylabel(y),zlabel(z);grid;%在 xoz 平面內(nèi)，第一條鏈限制下02 的范圍未加 X限制fora1=0:0.1:gforb1=0:0.1:hc1=0;x1=r1+(2*l1+l*cos(c1)*cos(a1)-l3*cos(b1)-r2;y1=l*sin(c1);z1=(2*l1+l*cos(c1)*sin(a1)+l3*sin

32、(b1);subplot(2,3,2);plot3(x1,y1,z1,b.)holdon ;endendxlabel(x),ylabel(y),zlabel(z);grid;%在 xoz 平面內(nèi)，第一條鏈限制下02 的范圍，在X=0 附近時(shí) Z 的變化范圍e=0;e1=10000;fora1=0:0.01:gforb1=0:0.01:hc1=0;x1=r1+(2*l1+l*cos(c1)*cos(a1)-l3*cos(b1)-r2;y1=l*sin(c1);z1=(2*l1+l*cos(c1)*sin(a1)+l3*sin(b1);if(x1=-2)%X=0附近if(ez1)e1=z1;endsubplot(2,3,3);plot3(x1,y1,z1,b.)holdon ;endendendaxis(-150 150 -5 5 0 400)%坐標(biāo)系設(shè)置xlabel(x),ylabel(y),zlabel(z);griddisp(2?);(e-e1)/2e=(e+e1)/2;disp(3? ?Z);e%在立體坐標(biāo)系