爬壁式機(jī)器人設(shè)計說明書

1、1 前 言1.1 立項背景2010年3月29號，吉林省長春市一大型商品集散地昨晚20時發(fā)生火災(zāi)。經(jīng)過十幾個小時的緊張救援，長春市天元商廈火情得到控制。在此期間，長春、吉林兩市出動消防車超過60輛，消防官兵200多人，全力撲救。但由于該大廈是木制框架結(jié)構(gòu)，存放的又多為家居易燃品，加上樓外廣告牌遮擋等問題，使得滅火工作一度進(jìn)展困難。長春市消防支隊張璐文:這兒有一些廣告牌子，組織了噴水，如果沒有廣告牌，火早就控制住了！2007年日時分許，溫州市鹿城區(qū)人民路溫富大廈的裙樓一樓“朵朵鮮”花店突發(fā)火災(zāi)。由花店包花紙和塑料花的燃燒導(dǎo)致大量的濃煙涌入二樓的舞廳。當(dāng)時舞廳內(nèi)有人左右，大部分逃生，但有人因一氧化碳

2、中毒窒息死亡。花店里共有人，人逃生，人燒死。過火面積平方米！據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，2009年上半年，全國共發(fā)生火災(zāi)7.4萬起，死亡655人，受傷297人，直接財產(chǎn)損失6.6億元！不僅我國，在世界上消防工作也是一個大難題，各國政府千方百計地將火災(zāi)的順勢降到最低，然而并未取得顯著性效果，面對無情的火災(zāi)，各國已將目光對準(zhǔn)了消防機(jī)器人。1984年11月，在日本東京的一個電纜隧道內(nèi)發(fā)生了一起火災(zāi)，消防隊員不得不在濃煙和高溫的危險環(huán)境下在隧道內(nèi)滅火。這次火災(zāi)之后，東京消防部開始對能在惡劣條件下工作的消防機(jī)器人進(jìn)行研究，目前已有五種用途的消防機(jī)器人投入使用。11.2 同類產(chǎn)品比較遙控消防機(jī)器人 

3、0;：1986年第一次使用了這種機(jī)器人。當(dāng)消防人員難于接近火災(zāi)現(xiàn)場或有爆炸危險時，可使用這種機(jī)器人。這種機(jī)器人裝有履帶，最大行駛速度可達(dá)10公里/小時，每分鐘能噴出5噸水或3噸泡沫。噴射滅火機(jī)器人  ：這種機(jī)器人于1989年研制成功，屬于遙控消防機(jī)器人的一種，用于在狹窄的通道和地下區(qū)域進(jìn)行滅火。機(jī)器人高45厘米，寬74厘米，長120厘米。它由噴氣式發(fā)動機(jī)或普通發(fā)動機(jī)驅(qū)動行駛。當(dāng)機(jī)器人到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場時，為了撲滅火焰，噴嘴將水流轉(zhuǎn)變成高壓水霧噴向火焰。 消防偵察機(jī)器人：消防偵察機(jī)器人誕生于1991年，用于收集火災(zāi)現(xiàn)場周圍的各種信息，并在有濃煙或有毒氣體的情況下，支援消防人員。機(jī)器

4、人有4條履帶，一只操作臂和9種采集數(shù)據(jù)用的采集裝置，包括攝像機(jī)、熱分布指示器和氣體濃度測量儀。 攀登營救機(jī)器人 ：攀登營救機(jī)器人于1993年第一次使用。當(dāng)高層建筑物的上層突然發(fā)生火災(zāi)時，機(jī)器人能夠攀登建筑物的外墻壁去調(diào)查火情，并進(jìn)行營救和滅火工作。該機(jī)器人能沿著從建筑物頂部放下來的鋼絲繩自己用絞車向上提升，然后它可以利用負(fù)壓吸盤在建筑物上自由移動。這種機(jī)器人可以爬70米高的建筑物。 救護(hù)機(jī)器人 ：救護(hù)機(jī)器人于1994年第一次投入使用。這種機(jī)器人能夠?qū)⑹軅藛T轉(zhuǎn)移到安全地帶。機(jī)器人長4米，寬1.74米，高1.89米，重3860公斤。它裝有橡膠履帶，最高速度為4公里/

5、小時。它不僅有信息收集裝置，如電視攝像機(jī)、易燃?xì)怏w檢測儀、超聲波探測器等；還有2只機(jī)械手，最大抓力為90公斤。機(jī)械手可將受傷人員舉起送到救護(hù)平臺上，在那里可以為他們提供新鮮空氣。 2此外，正對在坡度很陡的外壁上進(jìn)行作業(yè)的高危險性，一種能在避免上貼附并能移動進(jìn)行作業(yè)的爬壁機(jī)器人也受到關(guān)注，其需求的對象如：用于核電站路新內(nèi)壁上清除污染物的機(jī)器人;用于放射性廢液儲存罐焊縫檢查的壁面移動機(jī)器人；用于自動檢查大型煤氣球灌哈風(fēng)的機(jī)器人；用于消防急救的壁面移動機(jī)器人等。3 壁面移動機(jī)器人必須具有兩個基本功能：在壁面上的吸附功能和移動功能。按吸附功能分類：真空吸附和磁吸附兩種形式：真空吸附

6、法又分為單吸盤和多吸盤兩種結(jié)構(gòu)形式，具有不受壁面材料限制的優(yōu)點，但當(dāng)壁面凸凹不平時，容易使吸盤漏氣，從而使吸附力下降，承載能力降低；磁吸附法可分為電磁體和永磁體兩種，電磁體式維持吸附力需要電力，但控制較方便。永磁體式不受斷電的影響，使用中安全可靠，但控制較為麻煩。磁吸附方式對壁面的凸凹適應(yīng)性強(qiáng)，且吸附力遠(yuǎn)大于真空吸附方式，不存在真空漏氣的問題；壁面行走機(jī)構(gòu)的任務(wù)是將攜帶的作業(yè)裝置運送到壁面的要求位置。按照作業(yè)對象的性質(zhì)，對行走機(jī)構(gòu)提出的基本功能要求出越障能力外，還應(yīng)具備全方位轉(zhuǎn)向功能，以便轉(zhuǎn)向和行走方向偏離時的方位校正。行走機(jī)構(gòu)有車輪式、履帶式和腿足式，分兩足和多足等。車輪式移動速度快，控制靈

7、活，但維持一定的吸附力較困難；腿足式移動速度慢，但負(fù)載能力強(qiáng)；履帶式隊壁面的適應(yīng)性強(qiáng)，且著地面積大，但不易轉(zhuǎn)彎。此外，還有步進(jìn)式、蠕動式、混合式和蛇行式移動方式等，適合于各種特別的場合。4由于本次設(shè)計主要針對高層建筑的外壁，考慮到壁面的非磁性，應(yīng)選擇真空吸附方式，用真空吸盤實現(xiàn)吸附。針對真空吸附方式，將各類爬壁機(jī)器人優(yōu)缺點及各種爬壁機(jī)構(gòu)性能比較列表如下：表1-1 各類爬壁機(jī)器人優(yōu)缺點比較table1-1 all kinds of climbing robot advantages and disadvantages真空泵噴射器車輪式移動速度快，轉(zhuǎn)向方便，著地面小，無須加供氣裝置，但要求壁面有一

8、定光滑度，越障能力低移動速度快，控制方便，維持吸附力較困難，能力低，噪音大，徐供氣設(shè)備，可達(dá)高真空，對壁面適應(yīng)性好路帶式著地面積大，對壁面適應(yīng)性強(qiáng)，行走速度快，負(fù)載能力大，但轉(zhuǎn)向不易，適于多吸盤結(jié)構(gòu)可將吸盤布置于履帶上，個吸盤的真空度由噴射器產(chǎn)生，對壁面適應(yīng)性強(qiáng)，越障能力大，需供氣裝置足腿式能跨臺階，但動作是間歇的，速度不快，可以實現(xiàn)多吸盤形式，但負(fù)載能力不大，無需供氣裝置需供氣裝置，可實現(xiàn)多吸盤形式，間歇動作，真空度高，但噪聲大，負(fù)載能力小表1-2 各種爬壁機(jī)構(gòu)性能比較table1-2 all sorts of climbing performance comparison institut

9、ions 機(jī)械實施控制實施速度運動平穩(wěn)性轉(zhuǎn)向性能載重自重比越障能力壁面適應(yīng)性壁面附設(shè)要求偏心扭擺式bacdcbbc無多層框架式bbbcaabb無特種履帶式dcbbcbcc無獨立驅(qū)動足式cddbadaa無輪式及其變形babbbccd無輪驅(qū)動規(guī)行式baaa無add有索吊軌行式aaaa無a無d有*ad（高分低分）目前，在外國，特別是日本，爬壁式機(jī)器人的研究和應(yīng)用比較突出，主要產(chǎn)品有車輪式磁吸附爬壁機(jī)器人，步行式磁吸附爬壁機(jī)器人，吸盤式磁吸附爬壁機(jī)器人及履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人，因其主要是磁吸附形式，具體結(jié)構(gòu)功能不再詳細(xì)敘述。5在我國，哈爾濱工業(yè)大學(xué)從1988年就開始爬壁機(jī)器人的研究，山?？萍即髮W(xué)、哈爾

10、濱船舶工程學(xué)院、中科院沈陽自動化所、哈爾濱科技大學(xué)等單位也先后開展爬壁機(jī)器人的研究。爬壁機(jī)器人設(shè)計的關(guān)鍵是載體，載體結(jié)構(gòu)不同，爬壁機(jī)器人的性能也不同。他們研究的兩載體機(jī)構(gòu)有：（1）具有全方位移動功能的爬壁機(jī)構(gòu)；（2）磁吸附壁面移動機(jī)構(gòu)。其中前者采用負(fù)壓吸附方式，移動機(jī)構(gòu)采用全防車輪，他克服了一半論事行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)彎、定位較難的不足。實驗證明，這種爬行機(jī)構(gòu)行走靈活，有一定的承載能力，對壁面適應(yīng)能力也較強(qiáng)，可由于表面變化不劇烈的各種垂直壁面上的多種作業(yè)。6哈工大機(jī)器人研究所已先后開發(fā)出連個系列的爬壁機(jī)器人：單吸盤輪式壁面爬行機(jī)器人及磁吸附履帶式爬行機(jī)器人；上海交大機(jī)器人研究所和上海消防聯(lián)合研制開發(fā)了一

11、種集火場探測、消防、有毒、易燃、易爆氣體場所探測等多功能于一體的消防機(jī)器人zxpj01型消防機(jī)器人，它是一種游覽遙控關(guān)節(jié)移動是機(jī)器人，其電源通過電纜傳輸，關(guān)節(jié)擺臂除了能夠輔助越障外，還能提高它的穩(wěn)定性，另外還采用了專家決策輔助系統(tǒng)協(xié)調(diào)操作員進(jìn)行控制，大大提高了其操縱性和安全性。7由此可見，無論是在國外還是國內(nèi)，爬壁機(jī)器人及各種類型的消防機(jī)器人已有很大發(fā)展，但同時我們也注意到各種消防機(jī)器人都有其局限之處，有的只用于支援消防隊員，有的只用于在危險場所，那么針對高層建筑的消防問題，設(shè)計一款功能齊全并且可快速到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場的消防機(jī)器人就十分必要了。1.3產(chǎn)品主要功能及技術(shù)攻關(guān)由上一節(jié)的分析比較確定本次設(shè)

12、計的機(jī)器人采用多層框架式移動機(jī)構(gòu)，其突出的優(yōu)點是越障能力和承載能力較好。吸附方式采用真空吸盤吸附。初步考慮該消防機(jī)器人須事先的主要功能有：移動功能：操作人員通過搖控臺遠(yuǎn)距離控制小風(fēng)機(jī)器人眼高層建筑的外請向上爬行；越障功能：可跨越墻面上不超過50mm的障礙物；安全定位功能：達(dá)到發(fā)生火災(zāi)的窗口，利用自身的吸附功能及機(jī)械手能將本體固定在某一合適位置；運送功能：安全地位后，能夠通過升降裝置將負(fù)載及消防設(shè)施等運送到窗口；消防功能:通過窗口向發(fā)生火災(zāi)的室內(nèi)噴水滅火；紅外線探測功能：可探測出屋內(nèi)可能有的未撤離人員并發(fā)出呼喚信號；救護(hù)功能：可將運送到窗口的傷員由輸送裝置安全送到地面；觀察功能：頭上應(yīng)裝有有攝像

13、機(jī)，可以觀察火場和機(jī)器人本體情況；通信功能：有圖像、聲音、數(shù)據(jù)傳輸功能；預(yù)警功能：可探測室內(nèi)易燃、易爆氣體含量，根據(jù)探測的結(jié)果可以預(yù)報緊急情況發(fā)生，并有相應(yīng)應(yīng)急處理能力。由以上功能初步確定該消防機(jī)器人主要有傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、安全救護(hù)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)及探測警報系統(tǒng)組成。技術(shù)攻關(guān)：要設(shè)計的這款機(jī)器人首先在功能上十分齊全，從接受命令開始爬向到位、消防、救護(hù)、警報，尤其能夠?qū)崿F(xiàn)在必要時全面方位轉(zhuǎn)向功能及爬行時的跨障功能，以及紅外線探測傷員和救護(hù)功能，我認(rèn)為這幾方面是主要的攻關(guān)項目。2 總體設(shè)計2.1 設(shè)計任務(wù)分析本款壁面移動機(jī)器人是為具有窗框結(jié)構(gòu)的粉墻、漆墻、水磨石強(qiáng)等類型避免的高層建筑的消

14、防工作而研究設(shè)計的。傳統(tǒng)高層建筑的消防工作是由消防員完成，不僅工作條件惡劣，而且效率也不高，因此，這類墻面上的移動機(jī)器人開發(fā)具有一點的通用性特點。在吸收國外研究成果的基礎(chǔ)上，重兼顧先進(jìn)性和實用性兩方面發(fā)出，提出本款機(jī)器人的主要性能指標(biāo)如下：適應(yīng)避免：具有窗框結(jié)構(gòu)的粉墻、漆墻、水磨石強(qiáng)等類型的壁面；運動速度：無障礙直線行走最大速度20ms；無障礙直線行走平均速度0.67ms；無障礙方位回轉(zhuǎn)速度30°s；越障能力：可跨越墻面上不超過50mm的障礙物；機(jī)器人本體自重：不大于50公斤；固定后載重：1噸；控制與驅(qū)動：計算機(jī)控制，伺服驅(qū)動；操縱方式：手動遙控和自控。2.2 總體結(jié)構(gòu)基于以上設(shè)計任

15、務(wù)分析，確定整個機(jī)器人系統(tǒng)由幾個子系統(tǒng)組成：行走系統(tǒng)、消防保護(hù)系統(tǒng)及探測警報系統(tǒng)，如下圖所示。行走系統(tǒng)實現(xiàn)了壁面吸附和移動以及必要時的轉(zhuǎn)向功能；消防救呼系統(tǒng)完成機(jī)器人本體定位及安全救護(hù)功能。無線通訊行走系統(tǒng)消防救護(hù)系統(tǒng)行走系統(tǒng)遙控操縱系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)傳感系統(tǒng)行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)圖2-1 壁面移動機(jī)器人系統(tǒng)組成框圖figure2-1 wall mobile robot system diagram圖2-2 多層框架式移動機(jī)構(gòu)有幾種可能的實現(xiàn)方案figure2-1 multilayer frame type mobile mechanis

16、m has several possible scheme其中a為內(nèi)外吸盤組的整體驅(qū)動方案，這種機(jī)構(gòu)的特點是可以用最少的自由度（三個）實現(xiàn)移動機(jī)構(gòu)的全方位運動，但在本次設(shè)計的壁面移動機(jī)構(gòu)中應(yīng)用重量較大，兩組吸盤要保證較大的剛性有一定困難。圖b為內(nèi)、外兩組吸盤全獨立驅(qū)動方案，其優(yōu)點是壁面適應(yīng)性強(qiáng)，但驅(qū)動自由度太多，機(jī)構(gòu)實現(xiàn)困難。圖c為本次設(shè)計采用的機(jī)構(gòu)，內(nèi)吸盤組集中驅(qū)動，外吸盤組分別驅(qū)動。該機(jī)構(gòu)有六個可控自由度，其中邁步運動自由度一個，盤轉(zhuǎn)運動自由度一個，抬腿運動自由度四個。為框架上的四個足組肩上分別裝有一個真空吸盤（為吸盤）。四個外吸盤和四個內(nèi)盤分別與一個真空系統(tǒng)相連。外框架和中框架由導(dǎo)軌和滾

17、輪可靠聯(lián)結(jié)，允許一個方向上的相對移動。中框和內(nèi)框架之間允許相對轉(zhuǎn)動。外框架上的四個獨立升降足組件的設(shè)置是考慮到爬行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)一旦后仰或壁面有明顯不平時仍能實現(xiàn)可靠的吸附。由此確定了機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的傳動路線和機(jī)構(gòu)實現(xiàn)：當(dāng)中框架上的主電機(jī)（直流伺服）工作時，電機(jī)的運動經(jīng)兩級圓柱齒輪傳遞給行走傳動軸，從而驅(qū)動行走輪再為框架上的齒條上運動來實現(xiàn)外框架和中框架間的相對邁步運動。而總框架上的旋轉(zhuǎn)由電機(jī)（步進(jìn)電機(jī)）經(jīng)兩級直齒輪減速后帶動一蝸桿軸旋轉(zhuǎn)，與蝸桿嚙合的蝸輪（安裝于內(nèi)框間的中心軸上）隨之轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)中框和內(nèi)框架的相對旋轉(zhuǎn)運動。抬腿運動有安裝在外框架四個角落處的升降足組件完成。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作時，通過一

18、對齒輪將運動傳遞到絲杠上，與絲杠嚙合的螺母執(zhí)行直線運動，從而帶動與其骨節(jié)的外吸盤的抬腿運動。爬行機(jī)構(gòu)整體的前進(jìn)運動實現(xiàn)過程如下：內(nèi)吸附工作時，外吸盤充氣脫開；步進(jìn)電機(jī)通電正轉(zhuǎn)使外吸盤抬離壁面；主電機(jī)正轉(zhuǎn)，外框架向前移動一個行程；步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)使外吸盤靠近壁面并吸附工作；內(nèi)吸盤充氣脫開，步進(jìn)電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)將內(nèi)吸盤抬離壁面；主電機(jī)反轉(zhuǎn)使內(nèi)框架和中框架一起相對外框架向前移動一個行程，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)使內(nèi)框架貼近壁面到吸盤吸附工作為止。第二個循環(huán)開始，這樣周而復(fù)始，實現(xiàn)爬行機(jī)構(gòu)整體的直線運動。當(dāng)需要轉(zhuǎn)向時，需在內(nèi)吸盤工作的狀態(tài)下，啟動轉(zhuǎn)向程序是為框架相對內(nèi)框架轉(zhuǎn)過要求的角度，從而改變行進(jìn)方向。因為轉(zhuǎn)向角度的是

19、任意的，故該爬向機(jī)構(gòu)具備在平壁上實現(xiàn)全方位移動的能力。2.3 機(jī)架總體尺寸及吸盤尺寸的設(shè)計爬壁機(jī)器人在壁面上行走的首要條件實在任何時刻都能夠附著在壁面上。這一點由機(jī)器人上處于吸附狀態(tài)的足來保證。對于真空吸盤，吸力由吸盤內(nèi)外的空去壓差產(chǎn)生。再該機(jī)器人行走過程中的任一時刻，都有四個足處于吸附狀態(tài)，機(jī)器人受到的外力分別為重力w，每只吸盤上吸力fs，壁面法相反力ni和切向反力（摩擦力）ffi=1,2,，n圖2-3 機(jī)架方案figure2-3 frame機(jī)器人在壁面上附著的安全條件包括不沿著壁面滑落和不離開壁面傾覆兩方面，其中抗滑落安全系數(shù)s滑=，其中ws機(jī)器人的實際重量，本次設(shè)計中設(shè)定其小于50kg；

20、【w】定義為極限重力；它是吸盤于壁面處于臨界摩擦狀態(tài)時最大允許機(jī)器人重力。臨界摩擦力狀態(tài)的摩擦力ffi=µ·nai（µ為摩擦系數(shù)），有鉛垂方向靜力平衡方程【8】得 （公式1）式中單個吸盤摩擦力，n; µ摩擦系數(shù);單個吸盤的吸力。用水平方向靜力平衡方程代入公式1得, （公式2）式中n安全系數(shù)µ摩擦系數(shù)在本設(shè)計中n取4，µ取0.60，這有，又知,其中n為安全系數(shù)，取其為2，則有上述兩式可得2·50·9.8，即。48對于該壁面移動機(jī)器人來說，一種最不利的吸附狀態(tài)即內(nèi)外吸盤交換的瞬間時狀態(tài)。此時內(nèi)吸盤處于吸附狀態(tài)，外吸盤對

21、壁面已有一定壓力但尚未吸附，這種壓力對機(jī)器的吸附狀態(tài)是有害的。列出繞o1的力矩平衡方程8： （公式3）在傾覆的瞬間時， 0， ，因此有 （公式4）其中，n=2，w=50×9.8=490n,取h=0.2m，a=2m，b=0.6m，c=0.35m，代入上式有n3n4408.3有以上可得n3n465.3n,取,當(dāng)真空度為600mhg時，查表取吸盤有效直徑d=140mm。92.4 行走機(jī)構(gòu)設(shè)計行走機(jī)構(gòu)運動動是有中框架上的主電機(jī)經(jīng)兩級圓柱齒輪減速后帶動行走傳動軸，從而驅(qū)動行走齒輪在外框架上的齒條上運動來實現(xiàn)的。2.4.1齒輪齒條傳動中的齒輪取無障礙直線運動最大速度=2m/s，則該齒輪齒條傳動所

22、需功率10 （公式5）式中最大速度外載荷力圓柱齒輪傳動效率由公式5得傳動效率：8級圓柱齒輪傳動效率，滾動軸承傳動效率，齒輪齒條傳動效率，則此傳動裝置的總效率所以電動機(jī)所需輸出功率【10】為 （公式6）式中傳動所需功率-傳動裝置的總效率由公式6得，考慮到傳遞功率較大，要求結(jié)構(gòu)緊湊，查械設(shè)計表10-1選齒輪材料用40mnb，調(diào)制后表面淬火齒面硬度4855hrc。由于工作環(huán)境惡劣，選擇閉式硬齒面齒輪傳動，承載能力一般取決于彎曲疲勞強(qiáng)度，故先按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計，驗算接觸強(qiáng)度。對于齒輪【10】： （公式7）式中t轉(zhuǎn)矩，；d此輪直徑，mm；m模數(shù)；z齒數(shù)。，取z=35，則又 （公式8） （公式9）式中載荷

23、系數(shù)切向力齒寬系數(shù)對應(yīng)齒數(shù)齒形系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù)許用應(yīng)力由械設(shè)計書上表10-2取,初選載荷系數(shù)由械設(shè)計書上表10-5查得，由械設(shè)計書上表10-7查得， （公式10）式中區(qū)安全系數(shù)；壽命系數(shù)；彎曲疲勞強(qiáng)度；區(qū)安全系數(shù)。 式中 （公式11）工作壽命；齒輪每轉(zhuǎn)一圈時，同一齒面嚙合的次數(shù)；齒輪轉(zhuǎn)速。工作壽命，j=1，n=272.98r/min則循環(huán)次數(shù)，由械設(shè)計書上圖10-18查得壽命系數(shù)kn=0.90圖10-20 查得，則由公式10得有公式9得有機(jī)械原理書取m=4，校核齒輪面接觸強(qiáng)度區(qū)安全系數(shù)，工作壽命，j=1，n=272.98r/min則循環(huán)次數(shù)，由械設(shè)計書上圖10-19查得壽命系數(shù)kn=0.92圖

24、10-21查得，則則由公式10 （公式12）式中區(qū)域系數(shù)；彈性影響系數(shù)；對應(yīng)分度圓直徑；泊松比；齒寬系數(shù)；k載荷系數(shù)。【11】 （公式13） 式中m模數(shù)；z齒數(shù)。由以上假設(shè)由公式13得，由械設(shè)計書上表10-7查得，由械設(shè)計書上表10-6查得彈性影響系數(shù)，區(qū)域系數(shù), （公式14）式中齒寬系數(shù)；分度圓直徑由公式14得齒寬, （公式15）式中使用系數(shù)；動載荷系數(shù)；齒間載荷分布系數(shù)；齒向載荷分布系數(shù)。由械設(shè)計書上表10-2取,由械設(shè)計書上表10-2動載荷系數(shù)，由械設(shè)計書上表10-3取,由械設(shè)計書上表10-4取解除疲勞強(qiáng)度,則由公式14載荷系數(shù)由公式11得則確定齒輪齒條中的齒輪參數(shù)：z=35,m=4,d

25、=140mm,b=108mm。2.4.2 爬行機(jī)構(gòu)設(shè)計 （公式16）式中v線速度，m/s；d直徑，m。有公式16得r/min爬向機(jī)構(gòu)主電機(jī)所以電動機(jī)所需輸出功率為由各級傳動比：兩級直齒圓柱齒輪：-40 齒輪齒條： -40則總傳動比i=3×85×40電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為（840）×273=218410920，故選取72syc電機(jī)，個頂轉(zhuǎn)速為3000r/min，則轉(zhuǎn)動裝置總傳動比，取第一級直齒圓柱齒輪傳動比，則第二級，運動和動力參數(shù)如下：表2-1 爬行系統(tǒng)數(shù)據(jù)table2-1 crawling system data電機(jī)軸軸軸工作機(jī)軸n(r/min)300010002732

26、73p(kw)0.560.530.50.49t(nm)1.785.0617.4917.14i33.6610.980.950.982.4.2.1第一級斜齒圓柱齒輪：因是一般用途的齒輪傳動，齒輪材料選用45鋼，傳遞功率不大，選擇封閉式軟齒面齒輪傳動，參考機(jī)械設(shè)計書表10-1，選小齒輪調(diào)質(zhì)，齒面硬度217255hbs,大齒輪正常，齒面硬度162217hbs，其硬度差3050hbs,精度為8級。閉式軟齒面齒輪傳動，初選,傳動比，初選節(jié)圓螺旋夾。因為是軟齒面接觸按解除疲勞強(qiáng)度設(shè)計 （公式17）式中齒面重合度；,初選，由機(jī)械設(shè)計書圖10-30選取區(qū)域系數(shù)，表10-6查得彈性影響系數(shù),由圖10-26查得，

27、（公式18）式中p傳動功率kw；n轉(zhuǎn)速，r/min。由公式18得；查機(jī)械設(shè)計書表10-7齒寬系數(shù)，則環(huán)次數(shù)，由械設(shè)計書上圖10-19查得壽命系數(shù),圖10-20 查得，取安全系數(shù),則由公式9得，需用應(yīng)力，有公式17得小齒輪分度圓直徑mm，有公式16得圓周速度，計算尺寬b及模數(shù)：有公式13得，查機(jī)械原理【11】得, （公式19）式中齒頂高系數(shù)；頂隙系數(shù)；模數(shù)；由機(jī)械設(shè)計書表10-2的齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，由公式18得全齒高，齒寬與齒高比，縱向重合度由機(jī)械設(shè)計書表10-2查得使用系數(shù)圖10-8查得動載荷系數(shù)，由表10-3查得齒間載荷分配系數(shù),由表10-4查得齒向載荷分配系數(shù)，故載荷系數(shù)有公式,另有圖

28、10-13查得按實際的載荷系數(shù)得，按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計: （公式20） 載荷系數(shù)有公式15得,查機(jī)械設(shè)計書圖10-20齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；取安全系數(shù),彎曲疲勞壽命系數(shù),則彎曲疲勞許用應(yīng)力有公式11得, ，當(dāng)量齒數(shù)，有機(jī)械設(shè)計書表10-5得斜齒輪的齒形系數(shù), 由圖10-28得螺旋角影響系數(shù) , 小齒輪的數(shù)值較大。由公式19得，由機(jī)械原理書表10-1得取標(biāo)準(zhǔn)值，取分度圓直徑。，則，中心距將中心距圓整為38mm。按中心距修正螺旋角，大、小齒輪的分度圓直徑，齒寬，實際齒寬2.4.2.2第二級直齒圓柱齒輪：選擇閉式軟齒面齒輪傳動，小齒輪調(diào)制，參考機(jī)械設(shè)計書上表10-1，選小齒輪調(diào)制，齒面硬度21725

29、5hbs,大齒輪正火，齒面硬度162217hbs，精度為8級。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取則，按接觸強(qiáng)度設(shè)計初選，有公式公式19得人，由機(jī)械設(shè)計書表10-7選取齒寬系數(shù)，由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)，區(qū)域系數(shù),查機(jī)械設(shè)計書圖10-21大、小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，查圖19-19取接觸疲勞壽命系數(shù)選取安全系數(shù), , ,則 , 圓周速度，齒寬，模數(shù)由機(jī)械設(shè)計書表10-2的齒頂高系數(shù)【11】，頂隙系數(shù)，全齒高，齒寬與齒高比，由機(jī)械設(shè)計書表10-2查得使用系數(shù)圖10-8查得動載荷系數(shù)，由表10-3查得齒間載荷分配系數(shù),由表10-4查得齒向載荷分配系數(shù)，有公式14得故載荷系數(shù),另有圖10-

30、13查得按實際的載荷系數(shù)得，按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計: （公式21）載荷系數(shù),查機(jī)械設(shè)計書圖10-20齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；取安全系數(shù),由圖10-18彎曲疲勞壽命系數(shù),則彎曲疲勞許用應(yīng)力, ，有機(jī)械設(shè)計書表10-5得斜齒輪的齒形系數(shù), 則, 大齒輪的數(shù)值較大。有公式20得，由機(jī)械原理書表10-1得取標(biāo)準(zhǔn)值圓整，取分度圓直徑。，則，中心距。 （公式22）大、小齒輪的分度圓直徑，齒寬，實際齒寬2.4.3軸的設(shè)計:初估軸的直徑：在2.42中已得到各軸功率及轉(zhuǎn)矩數(shù)值，下面按照許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的計軸的材料選用45鋼算方法估算軸徑，估算公式為: (1)軸徑估算 （公式23）式中系；p軸的傳遞功率；n軸的轉(zhuǎn)速，r

31、/min爬行機(jī)構(gòu)對軸i：由機(jī)械設(shè)計書c取107 d107=6.12mm根據(jù)電機(jī)軸選取匹配原則，確定電機(jī)軸軸徑為15mm對軸ii：由機(jī)械設(shè)計書c取110 d110=8.90mm,考慮軸肩及應(yīng)力集中的因素影響，與軸承配合取，對軸iii ：c取110d110=13.46mm,考慮軸肩及應(yīng)力集中的因素影響，取對軸iv：c 取110d110=13.37mm,考慮與軸承配合影響，取轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對軸1：c取118d118=6.75mm,考慮電機(jī)轉(zhuǎn)配因素影響，取對軸2：c取118d118=3.91mm,考慮軸承配合因素影響，取，對軸3：c取118d118=5.45mm, 考慮與軸承配合影響，取，對軸蝸輪軸：c取1

32、18d118=1.84mm，考慮與軸承配合影響，取。對軸的校核按彎扭合成法:因為此次設(shè)計中軸的主要其傳遞轉(zhuǎn)矩作用，可忽略彎曲應(yīng)力的影響，故可直接用扭矩來校核【1012】, （公式24）式中軸所受的轉(zhuǎn)矩，nmm；抗扭截面系數(shù)；d軸的直徑，mm。有公式24得因為軸的材料為45鋼，查表可得，故電機(jī)軸安全。同理可對傳動各軸校核，校核的結(jié)果如下：軸ii： 故傳動軸ii軸安全軸iii： 故傳動軸軸安全轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)電機(jī)軸1： 故轉(zhuǎn)向電機(jī)軸安全軸2：故傳動軸2軸安全軸3：故傳動軸3軸安全蝸輪軸：故傳動軸蝸輪軸軸安全確定軸的實際直徑，因軸的最小直徑處安裝軸承，選用軸承的最小直徑為20mm，所以確定軸的最小徑為20m

33、m；軸的最小直徑處與齒輪配合，因此確定出其最小直徑為35mm。2.5 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計2.5.1 電機(jī)的選擇設(shè)轉(zhuǎn)向時可是實現(xiàn)每秒轉(zhuǎn)過30度角，即由于 ，由于轉(zhuǎn)向過程中的幾何中心與機(jī)器人的重心不可能完成重合，必有偏差，設(shè)這一偏差半徑為0.15，則可計算出轉(zhuǎn)向時的負(fù)載轉(zhuǎn)，又有，因此得，轉(zhuǎn)動總效率計算電機(jī)工作時最大靜轉(zhuǎn)矩：選總降速比，折算到電機(jī)軸上的靜阻負(fù)載轉(zhuǎn)矩查取資料【13】，選擇最大靜轉(zhuǎn)矩為的步進(jìn)電機(jī)75bf3，電機(jī)實際工作轉(zhuǎn)速，電機(jī)工作時運行頻率，而所選電機(jī)的最高運行頻率為1800hz，因為選電機(jī)符合要求。2.5.2 分配傳動比：選蝸桿傳動的傳動別為50，則兩級圓柱齒輪傳動比為，設(shè)第一級齒輪傳動，

34、則第二級齒輪傳動比，各軸轉(zhuǎn)速為：，各軸功率：，有公式17得各軸轉(zhuǎn)矩：，2.5.3 蝸輪蝸桿設(shè)計2.5.3.1 選擇蝸桿傳動類型：采用漸開線蝸桿（zi）。2.5.3.2 選擇材料：由于此處蝸輪蝸桿起轉(zhuǎn)向作用，比較重要，故選我趕材料為40cr，表面淬火，硬度45-50hrc；渦輪齒圈材料為zcusn10p1，金屬模鑄造。2.5.3.3 按接觸疲勞強(qiáng)度計算：傳動中心距 （公式25）式中k確定載荷系數(shù)；渦輪上的轉(zhuǎn)矩；彈性影響系數(shù)；接觸系數(shù)；許用接觸應(yīng)力則 （公式26）式中使用系數(shù)；載荷分布不均系數(shù)；動載荷系數(shù)；取機(jī)械設(shè)計書表11-5得；。有公式26得；應(yīng)選用的是蝸輪材料，故。假設(shè)蝸桿分度圓直徑，和傳動

35、中心距的比為，查機(jī)械設(shè)計書圖11-18得查機(jī)械設(shè)計書表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)壽命系數(shù),則取， ，有公式25得取中心距，因，故查機(jī)械設(shè)計書表11-2中取模數(shù)，蝸桿分度圓直徑。這時由，圖11-18中的,因此以上計算結(jié)果可用。2.5.3.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸：蝸桿：軸向齒距；直徑系數(shù)；齒頂圓直徑；齒根圓直徑；分度圓導(dǎo)程角；蝸桿軸向齒厚。蝸輪：蝸輪齒數(shù);變位系數(shù)；驗算傳動比，這時傳動比誤差為，是允許的。蝸輪分度圓直徑 ；蝸輪喉圓直徑 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪咽喉母圓半徑 2.5.3.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度: （公式27） 式中齒形系數(shù)螺旋角系數(shù)當(dāng)量齒數(shù)從圖11-19

36、中可查的齒形系數(shù)螺旋角系數(shù) （公式28） 許用彎曲應(yīng)力查表11-8的由于蝸輪材料得基本彎曲應(yīng)力。壽命系數(shù)彎曲強(qiáng)度是滿足的。2.6 抬腿機(jī)構(gòu)設(shè)計：絲杠傳動傳動可以把旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，也可以把直線運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。所謂絲杠傳動就是由絲杠副連接相鄰零件而組成的傳動機(jī)構(gòu)，它既可以傳遞能量或動力，也可以用來傳遞運動或用來調(diào)整零件的相互位置。因此在機(jī)床、起重機(jī)設(shè)備、鍛壓機(jī)械、測量儀器、船舶、飛機(jī)及火炮、火箭發(fā)射裝置等傳動機(jī)構(gòu)中都廣泛的應(yīng)用了絲杠副。最常見的絲杠副為滑動絲杠副該滾珠絲杠副有兩種。滑動絲杠副具有如下特點;結(jié)構(gòu)簡單、鑄造容易；減速傳動比大；摩擦阻力大、傳動效率低；具有自鎖性；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。而與絲

37、杠副相比，滾珠絲杠副具有以下特點：機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，工藝難度大，成本高。【14】由此確定該機(jī)器人的抬腿運動由滑動絲杠副帶動帶動真空吸盤來實現(xiàn)。常見的滑動絲杠副有四種傳動方式;絲桿傳動、螺母移動；螺母固定、絲杠傳動并軸向移動；螺母轉(zhuǎn)動、絲杠軸向轉(zhuǎn)動；絲杠固定。螺母轉(zhuǎn)動并軸向移動。在本設(shè)計中，要實現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動為機(jī)器人的抬腿運動，因此選用第一種情況，絲杠轉(zhuǎn)動，螺母移動。當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動過角時，螺母將沿著絲杠的軸向移動一段距離s,其值可按下列公式計算： （公式29）式中 s螺母移動的軸向距離（mm）； l螺紋的導(dǎo)程（mm）；絲杠轉(zhuǎn)過的角度（rad）。假設(shè)絲杠的轉(zhuǎn)速為n時，則螺母移動的速度： （公式30）式中 v螺

38、母移動的速度，mm/s n絲杠的轉(zhuǎn)速，r/min 設(shè)該機(jī)器人抬腿運動時，真空吸盤抬離壁面50mm，0.2完成，則其速度為設(shè)絲杠裝配阻力矩不得大于1n/m，即有機(jī)械軸上的靜阻轉(zhuǎn)矩，而折算到電機(jī)軸上的靜阻負(fù)載轉(zhuǎn)矩，取步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩，由此可算出所需步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩，由資料查【15】的可選取步進(jìn)電機(jī)型號為75bf003,其，絲杠轉(zhuǎn)速，電機(jī)實際工作轉(zhuǎn)速，電機(jī)工作時運行頻率，符合條件。抬腿運動中一對嚙合齒輪的設(shè)計計算結(jié)果：傳動比，, ，取，中心，對該滑動絲杠副，選取梯形螺紋，則，而螺桿直徑，螺紋的工作高度,查得相關(guān)資料有表2-2 絲桿螺母副參數(shù)table2-2 wire rod nut pair p

39、arameters公稱直徑d螺距p中徑大經(jīng)小徑28326.528.524.525525.528.522.52382429192032330.532.528.5296293325261027332122在該機(jī)器人的設(shè)計過程中，有兩處用到了滑動絲杠副，其一為機(jī)械手，其二為外吸盤處。其中選取機(jī)械手處絲杠的公稱直徑，螺距；外吸盤處絲杠的公稱直徑，螺距?；瑒咏z杠副的校核公式為 （公式31） 式中工作壓強(qiáng) 需用壓強(qiáng)軸向載荷中徑工作高度旋合圈數(shù)其中為需用壓強(qiáng)，7.5-18mpa，,經(jīng)校核計算可知絲杠副參數(shù)選擇符合要求。2.7 輔助傳動件的選擇2.7.1 傳動鍵的選擇：由于本次設(shè)計中的的齒輪都是傳遞轉(zhuǎn)矩，不承

40、受軸向力。因此，選用結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，對中性好的平鍵，并且由于圓頭鍵（a型）在鍵槽中軸向固定良好，在一般情況下機(jī)械中多選用此型鍵，所以本次設(shè)計中也選用此型鍵。選用鋼材料。根據(jù)中的連接軸的直徑，查機(jī)械設(shè)計書表6-1，選取鍵的主要尺寸（鍵寬bh鍵高、鍵的公稱長度l）。行走機(jī)構(gòu)：1）平移運動電機(jī)齒輪鍵55、18mm，2）第一級傳動軸輸入轉(zhuǎn)矩齒輪鍵87、20mm，3）輸出轉(zhuǎn)矩齒輪鍵8x7、28mm，4）第二級傳動軸輸入轉(zhuǎn)矩齒輪鍵12x8、30mm，5）齒輪齒條中齒輪鍵10x8、36mm；6）轉(zhuǎn)向運動電機(jī)齒輪鍵6x6、22mm，7）第一級傳動軸輸入轉(zhuǎn)矩齒輪鍵8x7、22mm，8）輸出轉(zhuǎn)矩齒輪鍵8x7、

41、28mm，9）第二級傳動軸轉(zhuǎn)矩齒輪鍵8x7、25mm，10）蝸輪鍵6x6、22mm。抬腿機(jī)構(gòu)：11）電機(jī)齒輪鍵6x6、22mm，12）絲杠傳動輪鍵10x8、18mm。由于此次設(shè)計鍵起到的是傳遞轉(zhuǎn)矩作用，所以其失效形式為斷裂，因此較校核時按斷裂強(qiáng)度計算:普通平鍵連接的墻訴條件為 （公式32）式中t傳遞的轉(zhuǎn)矩，；k鍵輪槽的接觸高度， （公式33） 式中h建的高度，mm；鍵的工作長度，mm； 圓頭平鍵， （公式34）式中l(wèi)鍵的公稱長度，mm；b鍵的寬度，mm；d軸的直徑，mm；鍵、軸、輪三者中最弱材料的許用擠壓力，mpa，由于工作時有一定的沖擊所以見表6-2得靜連接80mpa，由公式32得：，。由公

42、式33得：，。選取直徑：，。轉(zhuǎn)矩為：,，,，,，。有公式31得：，。由以上結(jié)果的可得，任意鍵的強(qiáng)度均小于其許用強(qiáng)度，即 。以所以這些鍵的選取是合格的。2.7.2 軸承件的選擇由于本次設(shè)計中，運動機(jī)構(gòu)中軸承起到支撐作用，所以選擇角接觸球軸承，它可以同時承受徑向及軸向載荷。蝸輪桿的軸承由于需要承受較大的軸向載荷，所以選用圓錐滾子軸承。根據(jù)軸的直徑、軸承承載能力以及軸承的的尺寸列表初選軸承型號，平移運動系統(tǒng)第一級傳動軸承為7204c, 平移運動系統(tǒng)第二級傳動軸承為7207c, 轉(zhuǎn)向運動系統(tǒng)第一級傳動軸承為7205c，轉(zhuǎn)向運動系統(tǒng)第二級傳動軸承也為7205c，蝸輪桿的軸承為30204。 （公式35）式

43、中溫度系數(shù)；當(dāng)量動載荷；指數(shù)，球軸承，；軸承轉(zhuǎn)速，r/min；預(yù)期計算壽命。由于本機(jī)器人在火場中工作，其溫度系數(shù)查機(jī)械設(shè)計書表13-4得溫度系數(shù)，機(jī)械設(shè)計書表13-3，選預(yù)期計算壽命，各軸轉(zhuǎn)速為：轉(zhuǎn)向部分，；平移齒輪轉(zhuǎn)數(shù)，；由于本次設(shè)計中齒輪主要是傳遞轉(zhuǎn)矩，而軸向載荷很小，所以在計算式按純凈向載荷計算則軸承當(dāng)量動載荷： （公式36） 式中載荷系數(shù)；徑向載荷，n。查表13-6得動載荷系數(shù)，以移動系統(tǒng)三軸承軸承為例，徑向力為,由公式32的。由公式35的,查機(jī)械指導(dǎo)書【16】表12-2，所選軸承基本額定負(fù)載,極限轉(zhuǎn)速，即<,<,所以初選的軸承合格。同理經(jīng)過校核計算，的其它的初選軸承選取也

44、合格。潤滑方式選用能承受較大載荷，不易流失，容易密封，一次加脂肪可以維持相當(dāng)長時間的脂潤滑方式；滾動軸承的密封裝置選擇接觸式的密封裝置，由于本次設(shè)計中軸的滑動速度不高，所以選擇用于脂潤滑的場合，結(jié)構(gòu)簡單的氈圈油封。2.7.3 其它要素的選擇參照已有的其他類似的機(jī)械，并根據(jù)螺絲的受力特點進(jìn)行校核，證實螺絲選取合格；同理選擇了設(shè)計中的銷、墊圈。由于本次設(shè)計中的軸只起傳遞轉(zhuǎn)矩得作用，所以選用結(jié)構(gòu)簡單的彈簧墊圈作為軸向定位【16】。在選擇粗糙度，形位公差時，參照已有的其他類似的機(jī)械，并經(jīng)過相關(guān)的尺寸查表選擇，在選擇配合公差時，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件的相關(guān)要求進(jìn)行查表選擇。【16】2.8 有關(guān)器件選擇2.8.1 紅

45、外線探測儀機(jī)器人見本體固定好后，除了能夠在窗口進(jìn)行滅火外，還應(yīng)能向屋內(nèi)探測，以便發(fā)現(xiàn)未撤離人員，考慮到發(fā)生火災(zāi)的室內(nèi)光線等情況，應(yīng)選著紅危險探測儀，應(yīng)選擇紅外線探測儀。紅外線傳感器可分為主動紅外線傳感器和被動紅外線傳感器，而主動紅外線傳感器又可分為遮斷式主動紅外傳傳感器。其中反射式主動紅外傳感器的紅外發(fā)射頭向不防區(qū)發(fā)出紅外型號，當(dāng)探測到人時，紅外線信號被人體反射回來，被接收器接收，經(jīng)譯碼電路譯碼，可控制相應(yīng)的通訊設(shè)備或報警系統(tǒng)，比如可發(fā)出聲音警報，呼喊火場內(nèi)的未撤離人員。被動紅外入侵探測器采用熱釋電紅外探測元件來探測路動目標(biāo)。只要物體的溫度高于絕對零度，就會不停地向四周輻射紅外線，利用移動目標(biāo)

46、（如人、畜、車）自身輻射的紅外線進(jìn)行探測。被動紅外入侵探測器具有如下特點：不需要在布防區(qū)域內(nèi)安裝任何裝備，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。由于是被動式工作，不產(chǎn)生任何類型的輻射。不必考慮照度條件，晝夜均可用，特別適宜在夜間或黑暗條件條件下工作。由于無能量發(fā)射，不易磨損的活動部件，因而功耗低、結(jié)構(gòu)牢固、壽命長、維護(hù)簡便、可靠性高?！?7】2.8.2 紅外線攝影同樣的，為了觀察到火災(zāi)現(xiàn)場情況，需要安裝紅外線攝像機(jī)。英國rae系統(tǒng)公司推出了新型的紅外攝像機(jī)，該微型紅外攝像機(jī)基于320x240非制冷微型紅外技術(shù)，可產(chǎn)生質(zhì)量極佳的高分辨率圖像，從而增強(qiáng)態(tài)勢感知能力，不受黑暗以及諸如煙霧等各種障礙物的影響，也不需要人工

47、照明?！?7】2.8.3 蓄電池由于該機(jī)器人會沿著高層建筑的墻壁向上爬行，因此考慮采用蓄電池作為能量來源，而一般的蓄電池的額定電壓在6-36v之間，在該機(jī)器人內(nèi)，最大的電機(jī)要110v的電壓，最小的卻只有1.5v，電壓差距較大，只用一個蓄電池難以實現(xiàn)，而要是分別供電的話，充電時又會碰到麻煩。考慮采用蓄電池組加穩(wěn)壓電源的方式給機(jī)器人的各個部分供電。將采用3個36v和1個12v蓄電池串聯(lián)達(dá)到最高的110v額定電壓，再用這樣的3組并聯(lián)實現(xiàn)10a的額定電流要求18。36v和12v蓄電池的技術(shù)參數(shù)如下：表2-3 蓄電池數(shù)據(jù)table2-3 battery data型號電壓（v）電容（ah）參考尺寸（毫米）

48、長寬高np3-36363（20小時）7055110np3-12123（20小時）7055110參考文獻(xiàn)1 龔振邦。機(jī)器人機(jī)械設(shè)計m。北京:電子工業(yè)出版社2 學(xué)熊有倫,丁漢,劉恩滄編著。機(jī)器人學(xué)m。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993 ：2432433  王棣棠。機(jī)器人工程m。北京：科學(xué)出版社，20014 張福學(xué)。機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用。北京：電子工業(yè)出版社5 李允明。國外仿人機(jī)器人發(fā)展概括j。機(jī)器人，（6）:5635646 馬香峰。機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)m。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991： 24257 孟繁華。機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)m。哈爾濱：工業(yè)大學(xué)出版社， ：2422438 哈

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