（全套设计）基于SolidWorks四足步行机器人腿机构设计（CAD图纸）

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基于四足步行机器人腿机构设计摘要对式,两边求导得到将式代入式，化简可得对式两边求导得到根据式，两边求导得把式代入就可以求出与的数学关系式。由式，可以知道速度在，方向的分量为把所求出来的，的表达式代入，就可以求出速度行走机构足端的速度此过程可以用进行编程计算，并可以画出速度图，如图.图得出的速度图.机体设计.机体设计机体的设计包括了构成腿的各杆的设计，传动部件的设计，机体的设计，以及各个不见的安装设计。行走机构的机体般取长方形长方体，考虑其稳定性，重心要大概在机体对角线的交点上。尽管如此，在步行时由于脚的位置前后变化，有时还在左右，以及地面环境的影响，使得重心常落到支撑面的边缘或外面，发生翻转，再加上转弯和爬坡，原有重心配置维持艰难，这也是导致目前四足步行速度低，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。机体外壳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外壳三维图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，本行走机构将选择台电机。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。图驱动件图腿各杆的装配图如图所示图腿各杆装配图为了连接前后腿，将采用齿形带传动，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。表技术参数表输出功率的计算方法如下单位瓦其中负载力矩单位克厘米负载转速单位转分此输出功率即就是带动腿机构和机体行走的功率。故选择电瓶作为直流电源。二选用齿形带因设计想实现涡轮传导动力的过程，故用齿形带与之相互啮合。带传动具有机构简单，传动平稳，同步带还具有定传动比传动的特点，前后腿之间利用齿形带传动，选用型同步带。图效果图图效果图.利用进行腿及整个机构辅助设计是实施三维设计极其方便直观的设计软件，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。基于绘制的装配图，参看上图所示。.结论.论文完成的主要工作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，选择了对角线小跑步态。.行走机构设计结合了个电机带动齿形带及传动轮的转动做到步行状态。.结论通过对该四足步