機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計報告

1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計方法結(jié)課報告設(shè)計題目：多功能跑步器學(xué)生姓名：潘峰 胡聿珩楊水學(xué) 號：班 級：120314任課教師：xxxxx 年9月 23日1. 運用機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計方法課程所學(xué)的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技法，以及機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計、機(jī)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的創(chuàng)新知識，針的創(chuàng)新與改進(jìn)措施。2. 構(gòu)設(shè)計，外觀設(shè)計，創(chuàng)新設(shè)計等；3. 的分工；一擬定設(shè)計任務(wù)書（設(shè)計原由，設(shè)計技術(shù)條件，設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計對象說明）現(xiàn)在由于快節(jié)奏的生活方式和不良的生活習(xí)慣，致使大多數(shù)人的目的就在于運用巧妙而簡單的設(shè)計，來實現(xiàn)健身的多樣性和便捷性，而生。二功能原理與工作原理分析功能原理：利用與腳接觸的運動部分的往復(fù)運動模擬出跑步的效果。工作原理

2、：通過一定的控制方式，使機(jī)構(gòu)在不同的條件下完成特三國內(nèi)外同類產(chǎn)品現(xiàn)狀電動跑步機(jī)主要由機(jī)架、電動機(jī)、可調(diào)電源、跑步皮帶及儀表控在前滾筒的一端，電動機(jī)、可調(diào)電源,安裝在框架的前端，控制傳感于扶手架上。傳動方式采用帶傳動機(jī)構(gòu)，傳動級為一級。四機(jī)構(gòu)方案評價五三種方案的機(jī)構(gòu)（結(jié)構(gòu)）構(gòu)型（要求繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖或示意圖；）結(jié)構(gòu)1合情況），且保證段齒條長度至少大于兩齒輪中心距，以保證傳動的連續(xù)性，使用短齒條可是生產(chǎn)成本降低，易于批量生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)2合情況），齒條可運動超出主體箱，運動行程由踏板控制。運動過程中齒條始終與齒輪嚙合，且齒條的有效嚙合長度較其運動范圍較短，以免出現(xiàn)超程后卡死的情況。結(jié)構(gòu)3下壓后由鏈條帶動

3、運動，踏板升起后由彈簧將其拉回原位，其特點是回程速度快，但是不具規(guī)律性。六確定最佳方案并闡述所選方案功能及工作原理由上邊可知，結(jié)構(gòu)2為最優(yōu)結(jié)構(gòu)方式，不僅便于生產(chǎn)制造，還便于攜帶與收藏。且能耗相對較小，利用率高。同時緊湊的結(jié)構(gòu)也便于電機(jī)與線板等的布置與連接。現(xiàn)對結(jié)構(gòu)分析如下：此模型包括“固定部分”、“運動部分”和“控制部分”此三大部分組成。固定部分由主體、齒輪、電機(jī)（在建模中為了提高效率，電機(jī)及板盒，相對固定于主體之上，可實現(xiàn)前后方的直線運動，構(gòu)成了往復(fù)易條件下人工智能的效果。工作原理：先將人的跑步過程抽象，得到如下的兩點假設(shè)。假設(shè)1離地的時刻相對較短，在此往復(fù)循環(huán)運分析中可忽略）。假設(shè)2彈簧被

4、壓縮過程十分短暫，不會對速度造成明顯的波動，或產(chǎn)生的波動遠(yuǎn)小于人的感知?，F(xiàn)對跑步機(jī)運行過程進(jìn)行分析如下，在奔跑中的某一刻左腳剛落上齒條嚙合，齒條的運動方向與之前相反，開始隨左腳向后運動；當(dāng)同理右腳的運動部分方向?qū)⒎聪颉Ｓ纱藢崿F(xiàn)了所要求的回復(fù)運動。由上述分析可知，僅用彈簧的伸縮性便完成了對運動的控制。從PLC單、便捷、高效的發(fā)展理念。七結(jié)構(gòu)設(shè)計（另附圖紙）(包括所承擔(dān)工作所起的作用；3D建模的零件名稱，數(shù)量，將相應(yīng)的圖剪貼在實驗報告中；完成工作所遇到的問題及解決方法)此設(shè)計作品系本人獨立完成。建模零件包括，主體箱、踏板墊、踏板芯、上齒條、下齒條、齒輪及彈簧。對于循環(huán)往復(fù)運動模型的建立是此機(jī)構(gòu)的關(guān)

5、鍵點，再利用雙齒條變換嚙合后，此問題被迎刃而解。此外，在仿真中，彈簧的畫法也是難點，在搜尋資料后，此問題也一并解決。所建模零件圖如下：齒輪齒條（上）齒條（下）踏板墊踏板芯- 10 -主體- 11 -彈簧- 12 -裝配體- 13 -八本項設(shè)計的創(chuàng)新點結(jié)構(gòu)簡單巧妙，化繁為簡，抓住跑步過程中的唯一變量雙腳進(jìn)行探索，巧妙的將單向直線運動進(jìn)行“對稱布置”后實現(xiàn)了往復(fù)的循環(huán)運動，并且驅(qū)動、執(zhí)行、“伺服機(jī)構(gòu)”一應(yīng)俱全。尤其是設(shè)計中，利用彈簧可以貯存彈性勢能的特點，實現(xiàn)了對了雙排齒條與齒輪嚙合形式的選擇控制，從某種意義上來說，實現(xiàn)了PLC 的功能，體現(xiàn)了現(xiàn)代創(chuàng)新設(shè)計簡單、便捷、高效的發(fā)展理念。九本項設(shè)計的應(yīng)

6、用和發(fā)展前景通過生活中的見聞，我深刻的了解到現(xiàn)代人的缺乏運動以及它的動健身所帶來的充實和健康。另外，飯后可在低速下進(jìn)行散步，一來康復(fù)理療過程，伴隨使用可加快復(fù)原的進(jìn)度。由于結(jié)構(gòu)巧妙，使得其占地面積小，具有便攜性。材料用量少，制造工藝要求不高，大大的降低了生產(chǎn)成本，并且實用性高，適用范可以預(yù)見此新型便捷式的跑步機(jī)必將收大眾的青睞，得到推廣。十完成此次機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計方法結(jié)課報告的收獲和體會沿著簡約設(shè)計的方向并且結(jié)合自身的觀察，決定了以便攜式的跑終于發(fā)現(xiàn)這種利用齒輪齒條由單向運動進(jìn)行對稱布置后向往復(fù)對稱制。用彈簧以小博大，來作為伺服控制部分，這是作為設(shè)計者得我最得意的部分之一了。由于時間倉促，加上設(shè)計

7、經(jīng)驗的不足，導(dǎo)致了作品不能被深度的挖掘，因此只進(jìn)行了主體部分的設(shè)計。即便是只進(jìn)行了主體設(shè)計，也稍微優(yōu)化一下，就可能導(dǎo)致一場“災(zāi)難”。單單是從這些我們就可想而知，如果完成一次完整的設(shè)計，是需要耗費多少時間和精力的。通過大學(xué)本科對機(jī)械知識的初步學(xué)習(xí)，使我認(rèn)識到再復(fù)雜的機(jī)構(gòu) *為了這門課程得到高分而化簡為繁，或者說設(shè)計一些看似深遠(yuǎn)卻經(jīng)不起推敲，甚至都不能實現(xiàn)的東西。通過這次設(shè)計以及經(jīng)歷，讓我更加堅定了我的設(shè)計理念，堅定了出最好的產(chǎn)品。- 14 -機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實驗課程考核報告?班 級：機(jī)械1107姓 名：胡德偉學(xué) 號：xx6485組內(nèi)成員：胡德偉陳軍考核時間：xx年 5月 26日 ?報告內(nèi)容需包含上以

8、下各內(nèi)容點，務(wù)刪減；本報告每位同學(xué)打印一份，以組為單位裝訂，于課程結(jié)束一周內(nèi)交回一 課程內(nèi)容實驗項目一機(jī)器人本體實驗1實驗課程內(nèi)容：熟悉AS-UIIAS-UII的連接和檢測，并對其進(jìn)行編AD-EIM系列的多功能擴(kuò)展卡，學(xué)會多功能擴(kuò)展卡的安裝和接口流程圖的編程。2機(jī)器人功能：機(jī)器人設(shè)有開關(guān)按鈕、“電源”指示燈、“充電”指示燈、“充電口”、“下載口”、“復(fù)位/ASOS”按鈕、“運行”鍵、“通信”指示燈?！跋螺d口”用于將在電腦上編寫好的程序下載到機(jī)器人內(nèi)部存儲器中，按擊“運行”鍵就能按照指令行動。內(nèi)設(shè)有5種傳感器：（1）碰撞傳感器用于機(jī)器人檢測360范圍內(nèi)物體的碰AS-UII機(jī)器人遭遇到不同方向的碰

9、撞后能夠轉(zhuǎn)彎避開并保持正?；罟馨l(fā)出紅外線后遇到障礙反射回來，紅外接收管接收到被反射回來的紅外線后，通過A/D轉(zhuǎn)換送入CPU進(jìn)行處理，使機(jī)器人能“看到”可視范圍的障礙物，而做出相應(yīng)的動作；（3）光敏傳感器用于機(jī)器人探測光線；（4）話筒用于機(jī)器人感受16Hz20000Hz于機(jī)器人內(nèi)部信息的控制反饋。還設(shè)有揚(yáng)聲器、LCD、主動輪及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)、從動輪、直流電機(jī)5種執(zhí)行部分，用于執(zhí)行程序所發(fā)出的指令。3編程方法：圖形化交互式CAD-UII的專用開發(fā)系統(tǒng)。VJC1.6開發(fā)版是由圖形化編程界面和JC面由菜單欄、工具欄、模塊庫（包括執(zhí)行器、傳感器、控制、程序模塊庫）、垃圾箱、流程圖窗口、JC信息窗口組成。用流

10、程圖方式編寫簡單、效率高，可直接從模塊庫中調(diào)用模塊。模塊的新增、連接、插入、移動、復(fù)制、刪除為模塊的基本操作。VJC的模塊由執(zhí)行器模塊、傳多功能擴(kuò)展卡模塊、通訊模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動卡、輸入輸出模塊和計數(shù)器模塊組成。運用這些模塊可完成編程實現(xiàn)預(yù)想達(dá)到的目的。4實驗圖片：5遇到的問題及解決方法：在編寫機(jī)器人進(jìn)行紅外線進(jìn)行障礙物檢測，當(dāng)前方有障礙物時機(jī)實驗項目二自動導(dǎo)向車實驗1模型描述（構(gòu)思、設(shè)計、組裝、調(diào)試）：自動導(dǎo)向車需要有驅(qū)動部件、檢測部件。將驅(qū)動部件和檢測部件組合起來就能構(gòu)成自動導(dǎo)向車。以此思路，驅(qū)動部件由電動機(jī)、從動輪和主動輪、齒輪組成。檢測部件由傳感器、導(dǎo)線組成。因此，構(gòu)思出了導(dǎo)向車的大體

11、模型，再根據(jù)所提供的材料，拼接出小車的骨架，從零件到組件再到部件，進(jìn)行組裝。在電腦上編寫好程序，下載到AS-UII機(jī)器人內(nèi)部存儲器中，將電動機(jī)接到機(jī)器人的多功能擴(kuò)展卡上，實現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動。2模型主要組成零件及數(shù)量：AS-UII機(jī)器人1個、電動機(jī)2個、導(dǎo)線2條、主動輪2個、從動輪2個、傳感器1個、5:1齒輪6個、1:1齒輪6個、方塊10個。3實驗圖片：4小組成員分工：一個人找零件一個人進(jìn)行組裝(1)本人承擔(dān)的工作：組裝(2)其他成員(如果有) ： 陳軍5模型創(chuàng)新性描述：可實現(xiàn)小車的自動導(dǎo)向，并能自動控制速度，能任意角度轉(zhuǎn)向。6本人遇到的問題及解決方法：經(jīng)檢查每個運動驅(qū)件組裝正確后，在檢查電機(jī)，發(fā)現(xiàn)

12、電機(jī)是壞的，換了一個電機(jī)再輸入程序，導(dǎo)向車能正常運動，達(dá)到實驗?zāi)康摹嶒烅椖咳詣榆嚧矊嶒?模型描述（構(gòu)思、設(shè)計、組裝、調(diào)試）：由真正車床的主要部件可設(shè)計模型，以一定的模型來代替真正部件，組裝。先設(shè)計底座，然后再在底座的基礎(chǔ)上安裝導(dǎo)軌、溜板箱、主軸AS-UII電機(jī)的驅(qū)動。2模型主要組成零件及數(shù)量：底座：1:1齒輪1個、方塊24個、螺紋副1個、滑軌2個；溜板箱：方塊8個、滑軌3個、長塊5個；主軸箱：電動機(jī)1個、方塊4個、1:1齒輪2個、5:1齒輪2個、圓筒1個。3實驗圖片：4小組成員分工：一個人負(fù)責(zé)找零件一個人負(fù)責(zé)組裝(1)本人承擔(dān)的工作：組裝(2)其他成員(如果有) ： 陳軍5模型創(chuàng)新性描述：

13、形象的表現(xiàn)出了真實車床的運動和布局，能清楚的表達(dá)出車床的主要功能。6本人遇到的問題及解決方法：在做自動車床模型的過程中，由于模型塊的缺少，實驗無法正常進(jìn)行，通過我們組與另一組進(jìn)行合作共同完成本實驗。實驗項目四數(shù)控加工中心實驗1模型描述（構(gòu)思、設(shè)計、組裝、調(diào)試）：方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、主軸箱、導(dǎo)軌、工作臺、伺服電動機(jī)等部件組成。由真正方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、Y方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)。組裝好了數(shù)控加工中心之后，在電腦上編寫好程序，下載到AS-UII機(jī)器人內(nèi)部存儲器中，將電動機(jī)心的三軸聯(lián)動。2模型主要組成零件及數(shù)量：底座：大底板3個、短柱8個；X方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)：方塊40個、電動機(jī)1個、滑軌5個、螺紋副1個、5:1

14、齒輪1個；Y方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)：方塊40個、電動機(jī)1個、滑軌5個、螺紋副1個、5:1齒輪1個；Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)：方塊40個、電動機(jī)1個、滑軌5個、大滑軌1個、螺紋副1個；工作臺：小底板1個。3實驗圖片：4小組成員分工：一個人負(fù)責(zé)Z軸進(jìn)給方向和其他部分另一個人負(fù)責(zé)X軸和Y軸進(jìn)給方向。(1)本人承擔(dān)的工作：Z軸進(jìn)給方向和其他部分(2)其他成員(如果有) ：陳軍5模型創(chuàng)新性描述：形象的表現(xiàn)出了真實數(shù)控加工中心的運動和整體布局，能清楚的表達(dá)加工中心的主要功能，并實現(xiàn)了數(shù)控加工中心的三軸聯(lián)動。6本人遇到的問題及解決方法：由于固定了它在X X 、X 軸的固定鍵，達(dá)到了實驗?zāi)康?。實驗項目五機(jī)械手臂1模型描述（構(gòu)思、

15、設(shè)計、組裝、調(diào)試）：機(jī)械手臂由底座、沿Z軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、沿X軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、沿Y軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、爪手機(jī)構(gòu)、電動機(jī)等部件組成。以各個部件組成的思路設(shè)計模型。以從下往上、從左至右的思路進(jìn)行組裝。先設(shè)計底座，然后再在底座的基礎(chǔ)上安裝沿ZXY軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、爪手機(jī)構(gòu)。組裝好了機(jī)械手臂之后，在電腦上編寫好程序，下載到AS-UII機(jī)器人內(nèi)部存儲器中，將電動機(jī)接到機(jī)器人的多功能擴(kuò)展卡上，實現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動，可實現(xiàn)機(jī)械手臂的運動。2模型主要組成零件及數(shù)量：底座：大底板1個；沿Z11齒輪2個、5:1齒輪1個、方塊4個、電動機(jī)1個；沿X軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：內(nèi)嚙合齒輪4個、小齒輪1個、大齒輪2對、1:1齒輪2個、5:1齒輪1個、方塊4個、電動

16、機(jī)1個；沿Y軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：內(nèi)嚙合齒輪1個、小齒輪1個、大齒輪2對、1:1齒輪2個、5:1齒輪3個、方塊8個、小板4個、電動機(jī)1個。3實驗圖片：4小組成員分工：一個人負(fù)責(zé)沿X軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和沿Y軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)另一個人負(fù)責(zé)沿Z軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和其他部分。(1)本人承擔(dān)的工作：沿X軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和沿Y軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(2)其他成員(如果有) ： 陳軍5模型創(chuàng)新性描述：該模型可實現(xiàn)機(jī)械手臂任意角度的抓舉，并且能控制手臂旋轉(zhuǎn)時的速度，也為真實的機(jī)械手臂的設(shè)計和制作提供了一定的思路。6本人遇到的問題及解決方法：在組裝驅(qū)動部件時，由于沒有認(rèn)真看實驗指導(dǎo)書，導(dǎo)致電機(jī)無法正常驅(qū)動軸的移動。通過將錯誤的位置重新組裝后，能夠正常運轉(zhuǎn)，達(dá)到實

17、驗?zāi)康摹６?課程考核1模型名稱：小型鉆、銑、磨床2模型功能：能夠?qū)崿F(xiàn)鉆、磨、銑工件的作用3模型照片：4模型的創(chuàng)新點：(簡述完成模型的創(chuàng)新點)實現(xiàn)一床多用，多功能加工工件。5模型的組成部件名稱及數(shù)量：底座：大底板1個；車刀部分：電機(jī)1個、車刀1個；Z軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)方向：電機(jī)1個、滑軌1個、5:1齒輪2個、方塊13個、絲桿1個；X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)方向：電機(jī)1個、滑軌2個、5:1齒輪2個、方塊21個、絲桿1個；6模型未實現(xiàn)的功能：（如果有的話）在Y軸方向上無法工作7小組成員及分工情況(1)小組成員名單(不超過2： 胡德偉、陳軍(2)本人(承擔(dān)的工作或角色)：進(jìn)行底板的搭建和X軸進(jìn)給方向的組裝(3)其他成員(承

18、擔(dān)的工作或角色)：進(jìn)行Z軸的組裝和車刀部分8 作者承擔(dān)工作情況（僅限本人所做工作）(1)完成的工作在模型起的作用：底座支撐整個機(jī)床，X軸進(jìn)給方向使機(jī)床能沿X方向運動。(2)完成的工作使用的元器件名稱及數(shù)量：底座：大底板1個；X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)方向：電機(jī)1個、滑軌2個、5:1齒輪2個、方塊21個、絲桿1個；(3)完成工作過程中遇到的問題及解決方法：無(4)本部分工作未實現(xiàn)的功能：（如果有的話）無機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實驗報告班 級 機(jī)械設(shè)計2班姓 名 代 鑫學(xué) 號093004010211指導(dǎo)教師張秀梅xx年5月 15日實驗題目：自動蓋章機(jī)姓 名 代鑫成 績實驗日期xx/5/11 批閱教師同組成員胡二虎方圣楊黎明

19、彭文批閱日期*一、實驗?zāi)康?：進(jìn)一步了解齒輪以及帶傳動槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其基本原理。2：通過此次設(shè)計提高了大家的動手能力。3：提高其創(chuàng)新能力并在工作、生活和學(xué)習(xí)中有所發(fā)明、創(chuàng)造和創(chuàng)新。4: 模擬練習(xí)，使學(xué)生掌握創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法。5：進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思,設(shè)計出具有新穎性、創(chuàng)造性及實用性的機(jī)構(gòu)或機(jī)械產(chǎn)品(裝置)的一種實踐活動。二、所選課題的功能原理與工作原理分析；在現(xiàn)代生活中有時需要用到大量的蓋章，人工手動壓印重復(fù)、乏味，工作效率低本，浪費勞動力。蓋章機(jī)的出現(xiàn)成功的解決了這一問題，它利用電動機(jī)作為動力元件，經(jīng)過齒輪減速將動力傳給槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)了轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成間歇擺動驅(qū)動印章壓印.三、本課題設(shè)計的創(chuàng)新

20、點；本機(jī)器取代了傳統(tǒng)的人工手動壓印，減輕了勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。性能可靠，符合適應(yīng)現(xiàn)代化辦公室要求。是各級*事業(yè)單位、大中院校等單本機(jī)器的突出點是巧妙的運用了槽輪機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)了均勻自動壓印，提高了壓印效率，解放了人工勞動力。四、 本課題設(shè)計的應(yīng)用和發(fā)展前景；在需要大量蓋章的情況下，人工壓印費時費力，效率低下，勞動可以說有了自動蓋章機(jī)，只怕你要蓋的章不夠多。在學(xué)校，辦公機(jī)關(guān)等辦大量文件的場合，自動蓋章機(jī)是人們提高蓋章效率的經(jīng)濟(jì)首選。五、 作者承擔(dān)工作情況（僅限本人所作的工作）(包括所承擔(dān)工作在課題中所起的作用；實際3D 建模的零件名稱，數(shù)量，將相應(yīng)的圖剪貼在實驗報告中；完成工作所遇到的問題及解

21、決方法)六、實驗小結(jié)通過此次的創(chuàng)新設(shè)計，我學(xué)到了很多平時在學(xué)習(xí)和生活中所學(xué)習(xí)上下運動的機(jī)器，但是當(dāng)我們知道他中間的結(jié)構(gòu)后就不會這樣想了。幫助。?機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實驗課程考核報告班 級：姓 名：學(xué) 號：組內(nèi)成員：考核時間：年月 日一、機(jī)械創(chuàng)新實驗課程內(nèi)容概述1、機(jī)械創(chuàng)新實驗課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容：2、機(jī)械創(chuàng)新實驗課程學(xué)習(xí)中遇到的問題及解決方法：3、學(xué)習(xí)機(jī)械創(chuàng)新實驗課程的收獲：4、課程進(jìn)行中所完成的模型及描述(包括模型照片、功能簡述，按先后順序給出)二、完成模型描述1、模型名稱：2、模型功能：3、模型照片：4、模型的創(chuàng)新點：(簡述完成模型的創(chuàng)新點)5、模型的組成部件名稱及數(shù)量：6、模型未實現(xiàn)的功能：（如果有的

22、話）三、模型創(chuàng)新描述四、小組成員及分工情況1、小組成員名單(不超過2：2、本人(承擔(dān)的工作或角色)：3、成員1(承擔(dān)的工作或角色)：五、作者承擔(dān)工作情況（僅限本人所做工作）1、完成的工作在模型起的作用：2、完成的工作使用的元器件名稱及數(shù)量：3、完成工作過程中遇到的問題及解決方法：4、本部分工作未實現(xiàn)的功能：（如果有的話）1機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程讀書報告姓名：班級：學(xué)號：專業(yè)：蠕行式仿生變直徑桿爬行機(jī)器人的創(chuàng)新設(shè)計擇要：設(shè)計研發(fā)了一種利用電機(jī)驅(qū)動凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、擺桿機(jī)構(gòu)等實現(xiàn)在變直徑桿上攀爬的非智能的蠕行式仿生爬桿機(jī)器動學(xué)建模和仿真分析。實驗表明，該機(jī)器人爬行穩(wěn)定，工況好。關(guān)鍵詞：爬桿機(jī)器人變

23、直桿曲柄連桿凸輪一、仿生機(jī)器人設(shè)計需求現(xiàn)代生活中，高空作業(yè)不斷增加，市場上少量使用的氣動蠕行式系統(tǒng)，能量損耗大，并且一般伴有較大的噪聲。因為連接了大量的支成本較高。二、仿生設(shè)計原理這是一種新穎的變直徑桿仿生爬行機(jī)構(gòu)設(shè)計方案，該方案能基本滿足我們設(shè)定的工作狀況。該機(jī)器人是模仿人的爬樹動作而設(shè)計的。人爬樹時，兩腳夾緊樹桿，兩腿一蹬，兩手抱住樹桿，人向上移，然后兩手抱緊樹桿，收腿提腳上移，一步步向上爬行。該機(jī)器人的爬行動作原理示意如下圖1 所示。圖1 機(jī)器人爬行動作原理示意圖圖2 機(jī)器人結(jié)構(gòu)原理圖既然是仿生尺蠖式蠕動，那么在本機(jī)器人的設(shè)計中，將以實現(xiàn)機(jī)圓柱齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋絲桿機(jī)構(gòu)等。這幾種機(jī)構(gòu)各有

24、自己的優(yōu)缺點，曲柄連桿機(jī)構(gòu)可以很好地協(xié)調(diào)好機(jī)器人的整體工作。從圖1 中可以看出，機(jī)器人的爬行動作原理可分為以下5 步：1）在初始狀態(tài)1時，下機(jī)械手夾緊、上機(jī)械手松開見圖2所示)移動凸輪向下移動，推動上機(jī)械臂擺動，當(dāng)下并聯(lián)盤形凸輪轉(zhuǎn)過升程角時，下機(jī)械手松開；與此同時上移動凸輪向下移動過空行程，上機(jī)械手抓緊，即狀態(tài)2。3） 電機(jī)繼續(xù)回轉(zhuǎn)，此時上機(jī)械手夾緊、下機(jī)械手松開，機(jī)器人下部在電機(jī)的提升拉力作用下向上移動，當(dāng)曲柄和連桿重疊共線時，機(jī)器人下部被提升到極限位置，即狀態(tài)3。4） 電機(jī)繼續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)下并聯(lián)盤形凸輪轉(zhuǎn)過回程角時，下機(jī)械手夾緊；與此同時上移動凸輪向上滑過空行程，上機(jī)械手松開，即狀態(tài)4。5）

25、電機(jī)繼續(xù)回轉(zhuǎn)，因為下機(jī)械手夾緊、上機(jī)械手松開，所以機(jī)時，機(jī)器人上部提升到極限位置，即狀態(tài)5。從圖2和圖1可看出，減速電機(jī)每轉(zhuǎn)動一圈，機(jī)器人整體向上爬15就可以準(zhǔn)確實現(xiàn)機(jī)器人機(jī)械手之間的協(xié)調(diào)動作定性。由該例我們可以發(fā)現(xiàn)，在機(jī)械設(shè)計中，只有具有創(chuàng)新性的思維方式，才能克服目前機(jī)械產(chǎn)品的缺陷，實現(xiàn)既定的設(shè)計目的，承載能力大、接觸面積小、速度適中，適應(yīng)能力強(qiáng)，能越障礙物，機(jī)構(gòu)方案選擇才能合理、經(jīng)濟(jì)。三、*蠕行式仿生變直徑桿爬行機(jī)器人的設(shè)計王曉光陳明森 長江大學(xué)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程設(shè)計報告專 業(yè) 班 級班 級 序 號學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 老 師學(xué)年第學(xué)期長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院創(chuàng)新構(gòu)思與前景分析：1.創(chuàng)新構(gòu)思：因

26、為有空調(diào)，我家經(jīng)常在臥室吃飯。臥室離廚房比較遠(yuǎn)，來回穿梭于廚房臥室端菜，不僅放跑了冷氣，也過于麻煩。于是我想設(shè)計一種小餐桌，可以推行可以固定，推行時方便將廚房的菜一次性運送到臥室，固定時方便就餐。這樣大大節(jié)省了時間，方便了運輸。2.靈感：剛開始著手這個問題沒有一點頭緒，就在百度體積小，方便推行，可以實現(xiàn)穿梭門框的功能，但是外形確無法實現(xiàn)可折疊可固定的餐桌。3.前景分析：現(xiàn)在是個快節(jié)奏的時代，平時用餐不可能天天用方便，能提供居家用餐的方便，未來前景不錯。二設(shè)計方案的選擇：2.1功能分析:1.能移動和固定：在運輸?shù)臅r候可*推行，不受方向限制；在用餐的時候可以固定，避免用餐時桌子亂晃。2.能折疊：在

27、運輸?shù)臅r候能將兩側(cè)桌面折疊起來，方便通過狹窄過道；在用餐的時候可以伸展打開，增大桌面面積。3.可伸縮把手：在運輸?shù)臅r候能伸出,方便推握；在用餐的時候可以縮進(jìn)去，避免影響就餐。4.可伸降桌面：能手動調(diào)節(jié)桌面高度，平穩(wěn)牢固。2.2功能求解：1. 能移動和固定:桌子底部安裝輪子，并在萬向輪上安裝鎖死裝置，通過控制開關(guān)來進(jìn)行輪子的固定。2. 來實現(xiàn)折疊與放平。3. 伸縮功能。4. 實現(xiàn)功能的設(shè)計方案：（I）桌腿的設(shè)計： 采用X型桌腿來實現(xiàn)桌面的升降，如圖所示：原理類似升降椅子，采用氣壓棒來實現(xiàn)升降，如圖：升降裝置采用機(jī)械千斤頂?shù)脑?，通過手搖來實現(xiàn)桌子的升降:此裝置將一對錐齒輪換成了蝸輪蝸桿。（II）

28、輪子的設(shè)計： 輪子采用帶剎萬向輪，能鎖定 輪子采用萬向球結(jié)構(gòu)：（III）可折疊桌面的設(shè)計： 積： 折疊部位在桌子中間，兩側(cè)拉開，中間桌面上升，再將兩側(cè)桌面并攏： 果：（）可伸縮把手的設(shè)計： 類似于行李箱的把手： 類似于自行車座的伸縮結(jié)構(gòu)：用銷釘固定拉桿的位置。2.4設(shè)計方案的優(yōu)化定型桌腿我采用了方案。方案桌腿體積大，不美觀，吃飯時影響腿的放置，方案氣壓棒安全因素大，曾有氣棒爆炸的事故發(fā)生過，那樣需要按壓，而且外形美觀，占用空間小。輪子我采用方案。與大多數(shù)可移動的桌椅一樣采用了萬向輪。萬向輪能實現(xiàn)桌子的360的選擇。萬向球應(yīng)用在輪子上不常見，并且不能固定，不符合方案的設(shè)計?？烧郫B桌面我采用通過合

29、頁來折疊的方式?？缮炜s把手我采用方案，原理類似于可折疊雨傘的伸縮桿，通過卡槽和楔子來固定拉桿。一結(jié)構(gòu)原理介紹：帶剎萬向腳輪裝置1. 腳踏板2.解剎件3.彈簧片4.剎車釘5.輪子6.腳輪架 7.小鋼球碗8.大鋼球碗9.安裝底板10.大鉚釘11.螺絲腳輪的具體實施方式：桌面升降裝置1. 升降桿2.推力圓柱滾子軸承3.直斜接齒輪4.圓柱滾子軸承5. 直斜接齒輪 6.底座7.底座插槽8.絲杠10.可收縮把手桿 12.推力圓柱滾子軸承工作原理及實施方案：9傳動軸轉(zhuǎn)動帶動5直斜接齒輪和3直斜接齒輪配合將橫向轉(zhuǎn)動改為豎直轉(zhuǎn)動，然后帶動8絲杠和1升降桿螺旋配合，使桌面上升。拉桿裝置拉出時的狀態(tài)圖：收縮時的狀態(tài)圖：結(jié)構(gòu)有1拉桿2彈簧3小球4銷子5彈簧開關(guān)工作原理及實施過程：拉出時4銷子彈出，卡住1拉桿，使1拉桿固定。按下5彈簧開關(guān)使4銷子壓回到1拉桿中，推動1拉桿使1拉桿收回。當(dāng)1拉桿完全推至底部后，底部有帶2彈簧的3小球彈出，卡住1拉桿。當(dāng)再次拉出時，稍微用力可使3小球收回1拉桿中。拉桿的末端有卡槽，防止拉出時脫落。桌面折疊裝置1桌面2合頁3支桿4固定桿5折疊板工作原理及實施過程：展開時將4固定桿