《爬樓機(jī)器人控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（論文）》6500字

爬樓機(jī)器人控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u4864爬樓機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 114454引言 1108691.機(jī)械的功能原理設(shè)計(jì) 2129931.1實(shí)現(xiàn)功能 2119571.2原理設(shè)計(jì) 2115872.運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)分析 319302．1方案設(shè)計(jì) 3121072.2方案的對(duì)比和分析 410998方案一優(yōu)點(diǎn)：適用于傾角較小的斜坡和樓梯，穩(wěn)定性好 4233233.零件的選定與基本計(jì)算 5116303.1材料選取與電機(jī)選取 5270433.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的計(jì)算 5187274.制作與改進(jìn) 795114.1制作過程遇到的問題及改進(jìn)方案 7155354.2調(diào)試及改進(jìn)結(jié)果 8250684.3機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖 890625.結(jié)語 911609參考文獻(xiàn) 9摘要：機(jī)器人是一門涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、人工智能等多個(gè)方面的科學(xué)。本文在四連桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一臺(tái)爬樓梯機(jī)器人。它最大的特點(diǎn)是能夠始終保持自身重心，實(shí)現(xiàn)爬上樓梯的目的，動(dòng)作穩(wěn)定，優(yōu)美。雖然該作品結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是其中采用了模塊化設(shè)計(jì)，使其可以隨時(shí)更新、升級(jí)，使機(jī)器不僅能適應(yīng)不同的樓梯，更可以在不同情況的路面上發(fā)揮其作用。其中利用的仿生學(xué)原理使該機(jī)器人即使在路況不是很好的情況下也可以穩(wěn)定的進(jìn)行工作。本次設(shè)計(jì)主要成果在以下幾方面：1、進(jìn)行了較完善和全面的方案設(shè)計(jì)而后分析論證。重點(diǎn)分析討論了其中具有代表性的三個(gè)方案。并從中選取一個(gè)作為設(shè)計(jì)方案。2、對(duì)于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方式，系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其驅(qū)動(dòng)要求進(jìn)行了認(rèn)真仔細(xì)的分析，對(duì)比和計(jì)算校核，從而確定了鏈輪傳動(dòng)模式和平行四連桿機(jī)械運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。3、針對(duì)已定方案的設(shè)計(jì)計(jì)算，進(jìn)行了實(shí)際制作從而驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)的可行性。并在制作過程中發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而進(jìn)行改進(jìn)，最終確定了最穩(wěn)定機(jī)械效率最高的爬樓機(jī)器人版本。關(guān)鍵詞：機(jī)器人；爬樓梯；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)引言在一個(gè)學(xué)期的《機(jī)械原理》課程學(xué)習(xí)中，我們學(xué)到了有關(guān)機(jī)械原理的基本概念、基本理論和基本方法。老師授課深入淺出，很適合我們學(xué)習(xí)專業(yè)課的認(rèn)識(shí)規(guī)律，便于我們理解和掌握，在整個(gè)課程的學(xué)習(xí)中取得了良好的效果和成績(jī)。通過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們有了基本的機(jī)構(gòu)分析方面的能力，包括機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、力分析和動(dòng)力學(xué)分析。對(duì)于常用機(jī)構(gòu)，如連桿結(jié)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等及組合機(jī)構(gòu)有了初步認(rèn)識(shí)。在課程中對(duì)機(jī)構(gòu)的選型、組合及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題也有涉及。在有了以上知識(shí)的基礎(chǔ)上，我們可以發(fā)揮自己的創(chuàng)新精神，運(yùn)用老師所傳授的設(shè)計(jì)理念、分析方法和解決問題的方法；利用學(xué)校圖書館及網(wǎng)絡(luò)的資源；嘗試自己設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，在實(shí)際生產(chǎn)生活中得到應(yīng)用。課程設(shè)計(jì)正給我們這樣一個(gè)對(duì)理論理解情況、對(duì)知識(shí)掌握程度、對(duì)應(yīng)用創(chuàng)新能力的考察機(jī)會(huì)。我們?cè)O(shè)計(jì)制作了一款爬樓梯機(jī)器人，應(yīng)用了連桿機(jī)構(gòu)、鏈輪機(jī)構(gòu)等，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在平地的移動(dòng)，攀登樓梯、越障等動(dòng)作?！安叫姓摺迸罉翘輽C(jī)器人是在目前已有的技術(shù)水平和制造能力之下設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠的爬樓梯機(jī)器人。它是我們學(xué)習(xí)效果的體現(xiàn)也是對(duì)知識(shí)的應(yīng)用總結(jié)。國外在爬樓梯裝置方面的研究已經(jīng)有100多年的歷史了，成果也較多。最早的專利是1892年美國的Bary發(fā)明的爬樓梯輪椅，此后，各國紛紛開始投入這項(xiàng)研究，其中美國，英國，德國和日本占據(jù)主導(dǎo)地位，技術(shù)相對(duì)比較成熟，且有一些產(chǎn)品已經(jīng)投入市場(chǎng)使用。1973年，以早稻田大學(xué)加藤一郎教授為首，組成大學(xué)與企業(yè)之間的聯(lián)合研究組織，其目的就是研究仿人機(jī)器人。1996年，本田公司研究出了第一臺(tái)仿人步行機(jī)器人P2。國內(nèi)仿人機(jī)器人的研究工作起步較晚，1985年以來，相繼有幾所高校進(jìn)行了這方面的研究并取得一定成果，其中以哈爾濱工業(yè)大學(xué)和國防科技大學(xué)最為典型。哈爾濱工業(yè)大學(xué)子1985年開始研制雙足步行機(jī)器人，基于控制理論曾獲得自然科學(xué)基金和國家“863”計(jì)劃的支持，迄今為止以完成3個(gè)型號(hào)的研制工作。1.機(jī)械的功能原理設(shè)計(jì)1.1實(shí)現(xiàn)功能在當(dāng)今的人類社會(huì)中，在樓房已經(jīng)成為人類進(jìn)入現(xiàn)代文明的標(biāo)志之一的同時(shí)，各種各樣的爬樓梯機(jī)器人也隨之而出現(xiàn)。但現(xiàn)有的設(shè)計(jì)中，用于爬樓梯的機(jī)器人普遍成本較高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不適合在日常生活中進(jìn)行廣泛的運(yùn)用。而在日常生活中，我們又需要一種成本相對(duì)較低且加工簡(jiǎn)便的爬樓梯機(jī)器人為我們服務(wù)。所以我們本次作品的設(shè)計(jì)從低成本出發(fā)，使作品在結(jié)構(gòu)上盡量簡(jiǎn)化，同時(shí)又能滿足對(duì)爬樓梯這一基本功能的實(shí)現(xiàn)（如圖1-1），從而為今后功能多元化拓展提供一個(gè)良好的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。1.2原理設(shè)計(jì)爬樓機(jī)器人選用鏈輪作為傳動(dòng)工具。運(yùn)動(dòng)部分采用了平行四連桿機(jī)構(gòu)。以下簡(jiǎn)單介紹下機(jī)器人的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。機(jī)器人的傳動(dòng)部件是機(jī)器人的重要組成部分，對(duì)于此部件要求機(jī)器人速度快，加速度特性好，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度高，這跟傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)的合理性有直接關(guān)系，關(guān)節(jié)傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)師機(jī)器人設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，目前主流的幾種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如下：（1）諧波傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)是高轉(zhuǎn)速，低力矩的驅(qū)動(dòng)器，在機(jī)器人中要用減速器變成低轉(zhuǎn)速，高力矩的驅(qū)動(dòng)器，比較合乎要求的減速器是行星齒輪機(jī)構(gòu)和諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，諧波傳動(dòng)在運(yùn)動(dòng)學(xué)上是一種具有柔性齒圈的行星傳動(dòng)，它在機(jī)器人上獲得了廣泛應(yīng)用。（2）絲杠螺母副及滾珠絲杠傳動(dòng)，絲杠螺母副傳動(dòng)部件是把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)的重要傳動(dòng)部件。由于絲杠螺母機(jī)構(gòu)量是連續(xù)的面接觸，傳動(dòng)中不會(huì)產(chǎn)生沖擊，傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪聲，并且能自鎖。因絲杠的螺旋升角較量小，所以用較小的驅(qū)動(dòng)力矩，可獲得較大的牽引力。但是，絲杠螺母的螺旋面之間的摩擦為滑動(dòng)摩擦，故傳動(dòng)效率低。滾珠絲杠傳動(dòng)效率高．而且傳動(dòng)精度和定位精度均很高，在傳動(dòng)時(shí)靈敏度和平穩(wěn)性亦很好；由于磨損小，使用壽命比較長(zhǎng)，但絲杠及螺母的材料，熱處理和加工工藝要求很高，故成本較高，不能自鎖。（3）鏈輪傳動(dòng)，鏈輪傳動(dòng)通常用在機(jī)器人需要遠(yuǎn)距離傳動(dòng)的場(chǎng)合，這種設(shè)計(jì)雖然簡(jiǎn)單，但是牢固耐用，而且具有較高的載荷/重量比，具有重量輕，傳動(dòng)均勻平穩(wěn)的特點(diǎn)。所以本次設(shè)計(jì)我們采用了簡(jiǎn)單可靠的鏈輪傳動(dòng)模式，這個(gè)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性高，不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎等現(xiàn)象。其運(yùn)動(dòng)半徑為189mm，傳動(dòng)軸每旋轉(zhuǎn)一周直線運(yùn)動(dòng)距離為378mm。在走樓梯時(shí)每轉(zhuǎn)一圈跨上兩階臺(tái)階。連桿的長(zhǎng)度是由一階臺(tái)階的對(duì)角線長(zhǎng)度所確定的步行者號(hào)的重心設(shè)計(jì)在機(jī)身前部的1/3處，這樣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是能夠始終保持自身重心，實(shí)現(xiàn)爬上樓梯的目的。運(yùn)動(dòng)過程中的傳動(dòng)比為1:8。圖1-1為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)示意圖。而且采用平行四連桿結(jié)構(gòu)可以讓機(jī)器人行走更穩(wěn)定，還可以越過一些簡(jiǎn)單的障礙，從而實(shí)現(xiàn)爬上樓梯的效果。圖1-1機(jī)器人運(yùn)動(dòng)示意圖2.運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)分析2．1方案設(shè)計(jì)爬樓機(jī)器人是在多種設(shè)計(jì)方案中被最終選定的方案。在制作之前，我們考慮過很多方案，比較成熟的有三種。2.1.1方案一應(yīng)用坦克車原理（如圖2-1），利用履帶和樓梯棱角接觸時(shí)產(chǎn)生的摩擦力使其爬上32゜傾角的斜坡（樓梯）圖2-1方案12.1.2方案二前輪的半徑為大于100mm，后輪半徑根據(jù)鏈輪的傳動(dòng)比來確定。（如圖4）在每個(gè)輪子上包上履帶，同樣利用摩擦力進(jìn)行攀爬。圖2-2方案22.1.3方案三采用四連桿機(jī)構(gòu)，利用仿生學(xué)原理實(shí)現(xiàn)拾階而上一步步踏上臺(tái)階的動(dòng)作。以機(jī)架連桿為腳，曲柄為腿設(shè)計(jì)出步行者號(hào)（如圖5）圖2-3方案32.2方案的對(duì)比和分析方案一優(yōu)點(diǎn)：適用于傾角較小的斜坡和樓梯，穩(wěn)定性好缺點(diǎn)：不適合坡度較陡的斜坡和樓梯，與樓梯的接觸為線摩擦，易打滑。這種履帶結(jié)構(gòu)的機(jī)器人只需要左右兩套電機(jī)驅(qū)動(dòng)，比較簡(jiǎn)單，但其越障能力取決于前導(dǎo)輪的高度，如果要求機(jī)器人能攀爬較高的障礙物，則要提高前導(dǎo)輪距地面的高度，從而整個(gè)結(jié)構(gòu)的高度增大，不利于穿過有高度限制的障礙物。一般重型的機(jī)器人采用這種結(jié)構(gòu)，如防爆、消防機(jī)器人等。但是在本次設(shè)計(jì)中這種結(jié)構(gòu)的機(jī)器人并沒有優(yōu)勢(shì)。方案二優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作。缺點(diǎn)：該方案只適用于級(jí)數(shù)少的臺(tái)階，利用其慣性沖到頂端，應(yīng)用范圍窄，穩(wěn)定性不好。方案三優(yōu)點(diǎn)：由于接觸面大，不會(huì)與臺(tái)階產(chǎn)生滑動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性高。適用于不同級(jí)數(shù)、不同高度、不同傾角的臺(tái)階。在考慮行走輪采用前輪驅(qū)動(dòng)還是后輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，一個(gè)重要因素是車體重心的位置。如果采用前輪驅(qū)動(dòng)，擺臂的驅(qū)動(dòng)軸和左右行走輪的驅(qū)動(dòng)軸位于相同的位置，布置時(shí)須采用嵌套設(shè)汁，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，車體的重心比較靠前；如果采用后輪驅(qū)動(dòng)，效果相反，車體的重心比較靠后。車體重心的位置對(duì)于機(jī)器人攀爬類似樓梯的障礙物時(shí)影響較大。前兩種方案的共同缺點(diǎn)為履帶和車輪的連接中會(huì)產(chǎn)生打滑且履帶與樓梯棱角是線接觸也易產(chǎn)生打滑的現(xiàn)象。為了解決以上兩種方案的問題，我們結(jié)合書本上四連桿機(jī)構(gòu)的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，就形成了最終方案。最終到考慮運(yùn)動(dòng)中的穩(wěn)定性及動(dòng)作的美觀，所以選定了如今的這個(gè)方案。3.零件的選定與基本計(jì)算3.1材料選取與電機(jī)選取機(jī)身自身的強(qiáng)度要求較高，應(yīng)選用輕質(zhì)高強(qiáng)度材料，綜合經(jīng)濟(jì)因素，選用25*25角鐵。軸所受的扭矩較大，應(yīng)選用的零件的剛度高，所以軸直徑為14材料為45鋼。以確保不會(huì)受力而變形。連桿所受的最大力為機(jī)身給予的壓應(yīng)力，所以對(duì)于材料的要求不高，故采用Q235鋼兩側(cè)的支撐腳應(yīng)用重量輕、便于加工的材料，所以選用木板。為了防止機(jī)器人在攀爬時(shí)突然斷電出現(xiàn)電機(jī)倒轉(zhuǎn)等情況，所以選用具有自鎖功能的渦輪－渦桿電機(jī)。主電機(jī)上連接的主動(dòng)齒輪帶動(dòng)被動(dòng)齒輪，從而使傳動(dòng)軸帶動(dòng)軟軸連接軸，經(jīng)軟軸和軸連器，使蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于蝸輪與關(guān)節(jié)臂的一端通過蝸輪定位螺栓相固定，所以蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)關(guān)節(jié)臂同步轉(zhuǎn)動(dòng)，由于蝸輪與蝸桿有自鎖功能，所以使關(guān)節(jié)臂之間的定位變得容易。本次選用重量輕，體積小，功率大的汽車雨刮電機(jī)。在連桿和兩側(cè)支撐腳固定的部位，選用了滑動(dòng)軸承，這樣可以減少摩擦，使連桿在運(yùn)動(dòng)過程中更靈活，減少能量的損耗。3.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的計(jì)算本次設(shè)計(jì)的爬樓機(jī)器人重5Kg。測(cè)的電機(jī)的實(shí)際電壓和實(shí)際電流分別為12V和10A，即電機(jī)的實(shí)際功率為120W。3.2.1功率的計(jì)算由計(jì)算機(jī)模擬得該設(shè)計(jì)機(jī)器人總重約為10kg（不大于），運(yùn)動(dòng)半徑為189mm。圖3-1功率的計(jì)算由受力分析（見圖6）可知，連桿在水平向上位置時(shí)為受力最大，假設(shè)系統(tǒng)內(nèi)的傳動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由力矩平衡可得：F同一鏈條上受力相同：F2=F1同理力矩平衡：FF主和F3也為同一鏈條上的力，所以主動(dòng)力矩M主理論上的輸出功率應(yīng)大于P=M主整理可得：P=[（F0*RY*R2）/R選用的為2分的鏈輪，所以鏈條節(jié)距為四分之一英寸，即6.35mm，由公式鏈輪分度圓直徑=節(jié)距/sin(π/齒數(shù))，得：R1=40.49mm，RR3=40.49mm，R其中已知：RY=189mmFω=1.5×2πrad/S代入數(shù)值得：P=22.2W，每一次傳動(dòng)記效率η=0.8,得出功率小于電機(jī)的實(shí)測(cè)功率，所以設(shè)計(jì)可行。3.2.2死點(diǎn)位置的計(jì)算與處理死點(diǎn)問題是在四連桿機(jī)構(gòu)中常遇到的問題，我們?cè)谥谱鬟^程中也遇到同樣的問題。如圖（7）：在本機(jī)器中，AB，CD為運(yùn)動(dòng)連桿，BC為機(jī)身，點(diǎn)A與點(diǎn)B相對(duì)固定。運(yùn)動(dòng)過程中，AB，CD分別以A，B為基點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（A→B）圖3-2死點(diǎn)的計(jì)算由葛拉索定理可得，A、B、C、D位于同一三角形時(shí)，即點(diǎn)A、B、C在運(yùn)動(dòng)過程中成一條直線時(shí)，為運(yùn)動(dòng)過程中的死點(diǎn)。理論值：AB=189，BC=285，CD=189，AD=285加工時(shí)若AB<CD，連桿即有可能變?yōu)閾u桿運(yùn)動(dòng)，形成死點(diǎn)。對(duì)存在死點(diǎn)位置的機(jī)構(gòu)，其有害性必須克服。主要針對(duì)辦法有：對(duì)雙搖桿機(jī)構(gòu)而言，只要避免機(jī)構(gòu)在死點(diǎn)位置工作，即主動(dòng)件搖桿不處于死點(diǎn)經(jīng)過的位置，工作角度在搖桿極限擺角之內(nèi)就可避免死點(diǎn)出現(xiàn)。對(duì)其他機(jī)構(gòu)通常可利用從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)慣性通過死點(diǎn)。如縫紉機(jī)的從動(dòng)曲軸上安裝的飛輪，相當(dāng)于一個(gè)蓄能器，在機(jī)構(gòu)到達(dá)死點(diǎn)要停頓或卡死時(shí)，它的能量就釋放出來，保持原來的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，順利通過死點(diǎn)。同樣的運(yùn)用也出現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)軸上安裝轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大的帶輪，就可利用其運(yùn)動(dòng)中的大轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，順利通過死點(diǎn)。有些機(jī)構(gòu)還可利用機(jī)構(gòu)組合，使它們的死點(diǎn)不在同一位置出現(xiàn)，達(dá)到順利通過死點(diǎn)的目的。上面已經(jīng)計(jì)算找出了死點(diǎn)位置，為了克服死點(diǎn)，需要在加工過程中使后桿長(zhǎng)AB略長(zhǎng)于前桿CD(圖3-2)，便有效的解決了上述問題。4.制作與改進(jìn)4.1制作過程遇到的問題及改進(jìn)方案爬樓機(jī)器人已經(jīng)制作成功。在不斷的修改制作過程中所遇到的問題有。1.鏈條過長(zhǎng)、減速的次數(shù)過多，導(dǎo)致傳動(dòng)的損耗過大。原形機(jī)的傳動(dòng)比為27:1，選用10牙和30牙的鏈輪，總共進(jìn)行了三次變速，這樣增加了傳動(dòng)中的能量損耗。改進(jìn)后進(jìn)行兩次變速，同時(shí)縮小了機(jī)身，使鏈條縮短，減少損失。但是由于這樣減輕了機(jī)器人重量，鏈輪變小，也損失了一定的穩(wěn)定性，特別是在樓梯坡度比較大的情況下。2.傳動(dòng)軸上的鏈輪太小，扭力距不夠。原形機(jī)的傳動(dòng)軸上選用的是10牙的鏈輪，這樣力矩太小。從而鏈輪受力過大斷裂。改進(jìn)后選用40牙的鏈輪，既起到減速的目的，同時(shí)也增加了扭力矩。3.由于機(jī)身過于龐大、沉重，運(yùn)動(dòng)時(shí)所需做的功率超過了電機(jī)的所能提供的范圍。在第一次制作過程中機(jī)身的長(zhǎng)度和寬度為最終設(shè)計(jì)版本的1.5倍。且機(jī)身兩邊分別有起固定作用的木板。再次設(shè)計(jì)制作時(shí)改為去掉木板，用焊接的方法在車身底部增加三點(diǎn)支撐來保持車身的平穩(wěn)，同時(shí)大大減輕了車身的重量。4.由于平行四連桿機(jī)構(gòu)對(duì)兩根傳動(dòng)軸的平行度要求相對(duì)較高，否則在運(yùn)動(dòng)過程中連桿會(huì)產(chǎn)生死點(diǎn)，但由于零件制作和裝配定位中所累計(jì)的誤差，很難在幾次內(nèi)調(diào)整到最佳的位置。最終經(jīng)過多次的調(diào)整確保了兩傳動(dòng)軸的平行度。在以后的零件選擇和裝配上，盡量會(huì)選擇工藝比較好的零部件，確保傳動(dòng)時(shí)2個(gè)傳動(dòng)軸都能時(shí)刻保持精確平行，避免因?yàn)椴黄叫袀鲃?dòng)導(dǎo)致在死點(diǎn)處卡死。4.2調(diào)試及改進(jìn)結(jié)果根據(jù)第一次失敗的經(jīng)驗(yàn)，我們作了如上的相應(yīng)改動(dòng)，但在設(shè)計(jì)機(jī)身下的支撐腳時(shí)遇到了新的問題。經(jīng)過多次的試驗(yàn)才確定為現(xiàn)有式樣如圖4-1：圖4-1幾種方案的改進(jìn)過程方案一的問題：由于加工中的誤差，連桿比設(shè)計(jì)時(shí)短了，導(dǎo)致在運(yùn)動(dòng)過程中所累計(jì)的誤差不斷增多，致使支撐點(diǎn)超出臺(tái)階的范圍，出現(xiàn)下滑的現(xiàn)象。方案二的問題：方案二是方案一進(jìn)行的補(bǔ)救，設(shè)計(jì)時(shí)是設(shè)想在尾部長(zhǎng)支撐腳超出臺(tái)階時(shí)可以用兩側(cè)的短支撐腳維持平穩(wěn)。但在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用短支撐腳支撐時(shí)，整臺(tái)機(jī)器人的重心已經(jīng)在支撐點(diǎn)后，所以出現(xiàn)了整個(gè)機(jī)身反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。方案三是根據(jù)原始機(jī)機(jī)身兩邊加木板的原理，加長(zhǎng)了前支撐腳的長(zhǎng)度，同時(shí)將后支撐腳與臺(tái)階的接觸由原先的點(diǎn)接觸改為面接觸，這樣的改動(dòng)結(jié)果確保了運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。另外，爬樓機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)半徑為189mm，在運(yùn)動(dòng)過程中我們發(fā)現(xiàn)，其運(yùn)動(dòng)半徑只需1/2d的臺(tái)階對(duì)角線即可（89.5mm），這樣縮短了力臂，同時(shí)也減少了舉起機(jī)身時(shí)所做的功。4.3機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖本次的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖如下4-2所示，兩個(gè)連桿R和L通過軸相連，通過設(shè)計(jì)裝配，使得兩個(gè)連桿在運(yùn)行過程中始終保持在同一平行平面，確保了爬樓的穩(wěn)定性。圖4-2機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意圖5.結(jié)語課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的預(yù)演，使我們有機(jī)會(huì)嘗試設(shè)計(jì)一套完整的系統(tǒng)，也時(shí)我們了解了設(shè)計(jì)工作的基本流程和設(shè)計(jì)的方法以及理念。在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我在有了專業(yè)知識(shí)的情況又對(duì)原來的設(shè)計(jì)從新考慮研究。。使我把書本上的知識(shí)用于實(shí)踐之中，也更清晰明了的掌握了這些知識(shí)，并在這過程中學(xué)到了很多東西,得到了極大鍛煉。例如新學(xué)的軟件ADAMS用以分析力的關(guān)系這些都是對(duì)我們以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)以及今后的工作都是有好處的。在設(shè)計(jì)中遇到許多困難和挫折，但經(jīng)過組員的共同努力，不畏困苦，面對(duì)挫折，一步步的走向成功，這些都是我在本次課程設(shè)計(jì)過程中的巨大收獲。在設(shè)計(jì)過程中為了弄清原理，完成預(yù)先設(shè)定的工作，將機(jī)器人、論文、圖紙、PPT、SolidWorks、ADAMS作品專業(yè)化、正規(guī)化，我們不斷學(xué)習(xí)、研究。自學(xué)了許多相關(guān)學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容，求教了多位專業(yè)老師，上網(wǎng)或查閱大量相關(guān)資料，尋求相關(guān)比賽及機(jī)器人的信息。在學(xué)習(xí)的過程中我越發(fā)覺得機(jī)械是一門精準(zhǔn)、系統(tǒng)、經(jīng)驗(yàn)化的學(xué)科，容不得半點(diǎn)偏差，要花大量的時(shí)間耐心虛心學(xué)習(xí)。在機(jī)器人的制作過程中我不斷領(lǐng)悟機(jī)械學(xué)科及行業(yè)的精髓。對(duì)本專業(yè)產(chǎn)生了較大興趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)也使我對(duì)機(jī)械行業(yè)產(chǎn)生了興趣。在本次課程設(shè)計(jì)過程中也培養(yǎng)了我自學(xué)能力，這是當(dāng)今