（优秀毕业全套设计）Puma机器人结构设计（整套下载）

．升降工作原理电机通过减速箱增大扭矩输出带动同步带转动将重物提升到高处。

．手臂工作原理插入重物中心孔来达到目的力传递分析主动件到执行件．主动件到执行件通过弹性联轴器实现。

.弹性联轴器通常由金属圆棒线切割而成，常用的材质有铝合金不锈钢工程塑料。

弹性联轴器运用平行或螺旋切槽系统来适应各种偏差和精确传递扭矩。

.弹性联轴器通常具备良好的性能而且有价格上的优势，在很多步进伺服系统实际应用中，弹性联轴器是首选的产品。

.体成型的设计使弹性联轴器实现了零间隙地传递扭矩和无须维护的优势。

弹性联轴器主要有以下两个基本的系列螺旋槽型和平行槽型.主动件到执行件通过传动带齿形带。

．齿型带亦称同步带，分为单面齿带和双面齿带两种类型。

前者主要用于单轴传动，后者为多轴或反向传动，系从年以来世界新出现的又种高效传动带。

齿型带根据齿的形状又分为梯形和圆弧形两种，以圆弧形齿的同步带所承受的扭矩为最大。

从所用材料上，齿型带可区分为橡胶型和聚氨酯型两大类，而前者又有普通橡胶通常为氯丁橡胶和特种橡胶多为饱和丁腈橡胶之分。

它们的结构是由钢帘线或玻璃纤维组成的强力层和以橡胶及尼龙布形成的外包橡胶层或聚氨酯胶层构成。

．齿型带包括多楔带，近年来在工业发达国家发展极为迅猛，正在不断地侵蚀传统的金属齿轮链条以及橡胶方面的平板带和三角带市场。

目前，除已大量用于汽车及传统产业之外，并进步扩大到机器办公设备机器人等各种精密机械的传动。

由于胶带内侧带有弹性体的齿牙，能实现无滑动的同步传动，而且具有比链条轻噪音小的特点，现今欧洲以上的轿车美国的轿车都已装用了这种齿型带。

我国年生产汽车万辆，齿型带需要万条以上。

最近出现的圆齿带较之方齿带，更进步增大了传动力和肃静性，作为新代的环保带，其使用范围更趋广泛。

现在，已开始成为对同步传动噪音要求极为严格的家用和工业用缝纫机打字机复印机的使用对象。

.设计组成要素分析选择.基本组成结构对确定的方案进行分析说明组成结构特点。

三轮全向底盘控制的三个阶段.判断起始位置包括车身相对于比赛场地的位置和车身自身与初始化时的车体角度。

.向目标速度加速的过程根据实际情况计算出最终理想速度，三个电机从起始速度加速到目标速度需要定的时间，而在这个时间内三个电机的加速度的值必须成定的比例，不然车体会出现定的偏差，针对这个问题需要进行对控制器的调节，和综合外部反馈进行定的调节，消除已经发生的和即将发生的误差。

.底盘达到目标速度进行正常的寻迹。

这个过程需要大量的外部反馈和对应抵消误差，以准确的达到预定位置。

这个预定位置会被作为下次运动的起始位置。

.动力分析不同动力的适用条件，选定的类型如何使机器人具有良好的运动性能是进行车体布局及运动机构设计时首先要考虑的因素。

其设计原则主要体现为减少重量!重心尽量低降低转动惯量增加稳定性以及增强抗碰撞能力。

减少重量主要从材料上考虑尽量使用轻型高强度材料如铝合金等。

增加稳定性主要考虑各部件的连接方式。

增强抗碰撞能力主要考虑使用防护材料以及减震等。

降低转动惯量是车体布局主要考虑的问题就是尽量使车体重心位于机器人中心。

对于中型组机器人的设计由于空间比较大对于结构紧凑性的要求没有小型组那么高由于运动控制复杂度的原因尽量采用对称的布局结构。

整个机器人布局分为层最上面层为视觉摄像头支撑机构以及车载笔记本电脑的存放空间中间层为电路板及控制器的存放空间射门机构般也位于这层最下层为轮系驱动机构为了使重心尽量低可将电池置于最下层。

考虑到体积大的特点整个结构采用板柱结构各层用支撑杆以及螺丝连接。

机器人布局结构如图所示电机的性能直接影响着机器人的运动性能并且对机械结构也会有定的影响。

为了方便控制可以选择高电压如低电流的直流伺服电机.选择伺服电机的时候需要考虑功重比!外形尺寸!力矩和转速等多重因素其中力矩和转速是主要考虑的因素它们直接决定着机器人小车的加速度和速度个最重要的性能指标在设计时首先要估算出机器人的质量确定机器人小车的设计速度和加速度然后根据运动学和动力学模型计算出负荷最大以及速度最大全向轮上所需要的扭矩和转速作为设计电机经减速器后的输出扭矩和转速进而确定电机的扭矩和额定转速图机器人布局结构.传动部件分析传动要求传动比传动精度等，选定类型。

轴的强度计算.轴的强度计算图轴的结构和载荷图由图可知合或产矩.公式中水平面弯矩图垂直面弯矩图扭矩.由公式公式中轴的直径轴在计算截面所受弯矩轴在计算截面所受扭矩校正系数轴的需要弯曲应力当零件用紧配合装于轴上时，如果截面上有键槽时，应将求得的轴径增大，查手册可知，当有个键槽时，且轴径小于时，轴径增大值为，所以实际轴径应为.圆整取所以阶梯轴的最小直径合格。

电机的选择．电机功率.公式中车的载荷重量重力加速度车的运行速度米秒．电机转速所给出的已知的设计参数.公式中电机的实际转速转分每分钟秒电源频率赫芝电机旋转磁场的极对数。

我国规定标准电源频率为周秒极对数时，旋转磁场的转速极对数时，旋转磁场的转速极对数时，旋转磁场的转速极对数时，旋转磁场的转速极对数时，旋转磁场的转速．传动比电传.公式中电电机的实际转速传电机的转速由上面计算得出电机型号，直流转速仅指电机转速，额定转速仅指电机转速，额定转矩。

.执行部件分析运动要求适用条件分析，确定类型．三轮全向的目标速度的数学模型选择固定在车体的坐标系车体坐标系，根据运动合成与分解原理，车体的运动和驱动轮的运动之间的运动关系如下.推导.各参数三组驱动轮转动的线速度。

分别是三组驱动轮的转动角。

机器人平移速度在机器人车体坐标系下和轴的分量。

机器人自传的角速度。

分别是车体几何中心到三组车轮中心的水平距离。

是车轮的半径。

.改写成规范的矩阵形式.由这些公式可以很直观的分析出机器人做简单运动时三个驱动轮速度的大小。

任意方向的直线运动此时机器人自转角速度，即机器人平动。

则.注以车体为基准的运动方向与轴的夹角，为速度合成方向的值。

两种特殊的情况沿轴方向是理论上，。

迷惑当车体移动速度为，两个轮的线速度才为其半。

这样不会旋转么沿轴方向是理论上的值由线速度决定。

.其他方向迷惑是否可以直接使用这个公式推断.原地旋转.即切线运动在直线运动的基础上怎么加定的原地旋转运动就可以合成切线运动。

当底盘先以.这样的速度直线运动，当想进行切线运动时，简单可以直接给各轮增加或减少这些速度。

其形成的切线弧度和角速度为二．电子器材控制器，电机末端码盘，陀螺仪，加速度计不了解，光电管，。

.控制器控制器中含有控制可以利用，可以限制最大速度。