旭王积森主编机械设计课程设计北京机械工业出版社，廖念钊莫雨松李硕根杨兴骏编互换性与测量技术北京中国计量出版社，刘延俊主编液压与气压传动北京机械工业出版社，侯珍秀主编机械系统设计哈尔滨哈尔滨工业大学出版社其具体结构参见机器人的零件图，其机械特能是托盘通过的螺钉与气缸连接。托盘与托盘二之间通过托盘上的轴与安装在托盘二上的轴承配合连接，主要是托盘还要起到带动整个机器人旋转的作用。托盘二与托盘三之间通过螺纹杆的连接控制两托盘间的距离。通过滑杆，保持它们之间的平行度。连接螺钉的设计计算根据机器人的总装配图，两个独立的部分即总体设计中说的下盘和支架两部分采用四个螺钉连接。因此，大部分的剪切力集中在这四个螺钉上。现在对它们进行校核。参见机器人的总装配图，根据设计可知，这四个螺钉的型号大小为。验算螺钉强度螺钉承受剪切力，其受力分别为机器人的下盘和支架的重力，最大值为下盘的重力螺钉的剪切面积是故螺钉强度验算合格。另外，还有八个螺钉用于连接气缸与托盘，它只有在机器人横向行走时才受剪切力，大小为上述受力再加上气缸的重力，而气缸的重力比下盘重力不很多，因此，八个螺钉已足够承担起这样的重力。这里就不再校核了。机器人的重量计算根据机器人结构的选择，由表可以查的各个零件的质量三个托盘的理论重量约为气缸的理论重量约为两个气缸支架的理论重量约为个螺钉的理论重量约为支架不包括气缸的理论重量约为气缸支架的理论重量约为还有其它如电机电磁阀电机驱动器等根据型号不同重量也不同，这里就不加入了。机器人的总重量约为气动回路设计本设计的动力来源主要由气缸提供，因此气动回路的设计相当重要。这关系到机器人设计的成功与否。气压传动系统的基本知识气压传动系统原理气压传动与控制技术简称气动技术，是指以压缩空气为工作介质来进行能量传递，实现生产过程机械化自动化的门技术，它是流体传动与控制学科的个重要组成部分。从广义上看，气动技术范畴，除空气压缩机空气净化器气动马达各类控制阀及辅助装置以外，还包括真空发生装置真空执行元件以及各种气动工具等。由于气动技术相对而言于机械传动电传动及液压传动而言有许多突出优点，因而近年来发展十分迅速，现在气动技术结合了液压机械电气和电子技术的众多优点，并与它们相互补充，成为实现生产过程自动化的个重要手段，在机械冶金纺织食品，化工交通运输航空航天国防建设等各个部门已得到广泛的应用。气动传动系统的组成类似于液压系统，气压传动系统由以下五部分组成能源装置将原动机提供的机械能转变为气体的压力能，为系统提供压缩空气，作为气压传动系统的动力源。执行元件将压缩空气的压力能转变为机械能的能量元件，并对外做功。根据做功的方式不同，主要有直线运动和回转运动两种执行元件，如作直线运动的气缸作回转运动的摆动缸气马达等。气动控制元件在气动系统中以调节和控制压缩空气的压力流量方向的阀类，如各种气动压力阀流量阀方向阀逻辑元件等。辅助元件是对压缩空气进行净化润滑消声以及用于元件之间连接等所需的辅件，如各种过滤器油雾器消声器管件等。工作介质经除水除油过滤后的洁净压缩空气。气动传动系统的分类按选用的控制元件类型，气动系统可分为气阀控制系统逻辑元件控制系统射流元件控制或混合控制系统。本书重点介绍气阀控制系统。气压传动系统的特点气压传动之所以能够迅速发展和广泛被应用，是因为它具有许多优点，但它与其它传动相比也有不少缺点。气动技术的优点对于传动形式而言，气缸作为线性驱动器可在空间的任意位置组建它所需的运动轨迹，安装维护简单。工作介质是取之不尽用之不竭的空气，空气本身不花钱。排气处理简单，不污染环境，成本低。压力等级低，使用安全。气缸动作速度般为，比液压和电气方式的动作速度快，其间，通过单向节流阀，可使气缸速度无级调节。近代气动技术发展，气缸最低速度可在平行运动，高速可达，甚至高达具有长行程，最新展览指标可达，对于高速气缸必须设有效缓冲。可靠性高，使用寿命长。电器元件的有效动作次数约为数百万次，而进口的般电磁阀的寿命大于万次，小开支阀超过亿次。利用空气的可压缩性，可贮存能量，实现集中供气。可短时间释放能量，以获得间歇运动中的高速响应。可实现缓冲。对冲击载荷和过载荷有较强的适应能力。在定条件下，可使气动装置有自保护能力。全气动控制具有防火防爆耐潮的能力。与液压方式相比，气动方式可在高温场合使用。由于空气损失小，压缩空气可集中供应，远距离输送。数据存储通用工作寄存韶堆栈位地址等空间，端口系列单片机具有个位端口，分别为。特殊功能寄存器。是单片机中的重要控制单元，对所有片内功能单元的操作都是通过控制单元进行的。基本功能单元系列单片机具有定时计数器中断系统和串行接口三个基本功能单元。定时器计数据有个位定时器计数器，定时时靠内部的分频时钟频率计数实现作计数器时，对或端口的低电乎脉冲计数。中断系统共有个中断源，即个外部中断源个定时器溢出中断和个中行中断。申行接口个带有移位寄存器工作方式的通用异步收发器，不仅可以作串行通信，还可用于移位寄存器方式的中行外围扩展。脚为接收端口，脚为发送端口。单片机的封装引脚如图所示图单片机的封装引脚各管脚功能如表所示引脚标记引脚编号端口类别引脚名称及功能描述地端基准电源端正常操作空闲掉电状态的供电口为开漏结构的准双向口，是并行总线的数据总线和低位地址总线不作总线使用时，也可用作普通口口带内部上拉电阻的准双向口口带内部上拉电阻的准双向口，是并行总线的高位地址线，不作总线地址线时，也可用作普通口口带内部上拉电阻的准双向口，具有复用功能，除作普通口外，还可作以下用途，的串行输入口，移位寄存器方式的数据端，的串行输出口，移位寄存器方式的时钟端外部中断输入口外部中断输入口定时器计数器输入口定时器计数器输入口片外写控制信号片外读控制信号复位端高电平有效复位，在复位端上保持两个机器周期的高电平即可完成操作地址锁存允许编程脉冲输入端访问外部存储器时，提供口作为低位地址的锁存信号编程写入时，作为编程脉冲输入端正常操作时，输出时钟振荡器的取指挥制端外部程序存储器选通信号使用外部程序存储器时，作为外部程序存储器的取指控制端内外程序存储器选择编程写入电源输入端时选择访问外部程序存储器编程写入时输入编程电压谐振器端口时钟振荡器反相放大器输出端谐振器端口时钟振荡器反相放大器输入端表单片机各管脚功能此外，设计和配置了振荡频率可为并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，暂停工作，而定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有和等三种封装形式，以适应不同产品的需求。正是因为有以上功能，所以选择了这个芯片来作为控制核心。结论经过近三个月的设计工作，本次毕业设计主要完成了以下任务完成了基于单气缸的爬墙机器人的机械设计，并应用对该机械手的整机及零部件进行了运算与校核。校核表明，设计的机器人能达到预定的设计目标应用软件画出了该机器人的零件图和装配图。各进步了解了软件，并对它的应用更加熟练了应用机械原理和机械设计等知识对此机械进行了分析总结，最终认为此机器人可以正常运行系统的运行实验表明，设计的机器人及控制软件组成了完好的系统。该机器人可用于相关的机器人教学试验工作。开发的机器人控制软件能够使用户输入机器人的各个机构的运动参数如转角转向等，点击与之相对应的运行按钮便可控制其运动，并且在计算机屏幕上可以跟踪其运动，基本实现了系统预定的功能。通过本次毕业设计，使我初步学习了和，对单片机的应用有了定的了解。参考文献周伯英主编工业机器人设计北京机械工业出版社，邱宣怀主编机械设计第四版北京高等教育出版社，孟宪源姜琪编著机构构型与应用北京机械工业出版社，吴宗泽主编机械设计师手册北京机械工业出版社，霍孟友等单片机原理及应用济南山东大学出版社，陆元章主编现代机械设备设计手册第二册北京机械工业出版社，黄珊秋机械设计课程设计北京机械工业出版社，吴宗泽主编机械零件设计手册气动技术的缺点由于空气具有压缩性，气缸的动作速度易受载荷的变化而变化。采用气液联动方式可以克服这缺陷。气缸在低速运动时，由于摩擦力占推力的比例较大，气缸的低速稳定性不如液压缸。虽然在许多场合，气缸的输出力能满足工作要求，但其输出力比液压缸小。气动元件说明气动马达气动马达是将压缩空气的压力能转换成回转机械能的能量转换装置，其作用相当于电动机或液压马达。它输出转矩，驱动执行机构作旋转运动。在气压传动中使用最广泛的是叶片式活塞式气动马达。其工作原理与叶片式液压泵类似。图为叶片式气马达的职能符号。图叶片式气马达职能符号气动控制元件气动控制元件是指在气压传动系统中，控制调节压缩空气的压力流量和方向等的控制阀，按其功能可分为压力控制阀流量控制阀以及能实现定逻辑功能的气动逻辑元件等。流量控制阀流量控制阀是通过改变阀的通流面积来调节压缩空气的流量，从而控制气缸的运动速度等的气动控制元件。流量控制阀包括节流阀单向节流阀排气节流阀等。图为种典型的压力控制阀的职能符号。图压力控制阀职能符号方向控制阀方向控制阀是控制压缩空气的流动方向和气路的通断的阀类，它是气动系统中应用最多的种控制元件之按气流在阀内的流动方向，方向阀可分为单向型控制阀和换向型控制阀按控制方式，换向型控制阀分为手动控制气动控制电动控制机动控制电气动控制等按切换的通路数目，换向阀分为二通阀三通阀四通阀和五通阀等按阀芯工作位置的数目，方向阀分为二位阀和三位阀等