《機械創(chuàng)新設(shè)計實踐》課件 第七章 機械創(chuàng)新設(shè)計實例

第七章

機械創(chuàng)新設(shè)計實例目錄7.1機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計實例7.1.1六自由度并聯(lián)運動平臺7.1.2輪腿復(fù)合機器人7.2機械創(chuàng)新設(shè)計競賽作品實例7.2.1草方格沙障機器人7.2.2海洋滸苔清理船7.3任務(wù)型創(chuàng)新設(shè)計實例7.3.1

ROBOCON小兔機器人7.3.2物流技術(shù)(起重機)創(chuàng)意設(shè)計7.4仿生機器人實例7.4.1高層建筑玻璃幕墻清潔機器人7.4.2濕地勘探仿生機械丹頂鶴7.1機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計實例7.1.1六自由度并聯(lián)運動平臺六自由度并聯(lián)運動平臺的結(jié)構(gòu)通常包含有上平臺、下平臺、可伸縮驅(qū)動桿等部分,上下平臺及驅(qū)動桿由鉸鏈進行連接。通常將下平臺固定在機架上作為靜平臺,上平臺作為動平臺,隨著六組伸縮桿及鉸鏈的運動實現(xiàn)在空間中六個自由度的運動。7.1.1六自由度并聯(lián)運動平臺結(jié)構(gòu)形式平臺的6條伸縮桿均與相鄰伸縮桿通過同一鉸鏈與上下平臺進行連接;6-3結(jié)構(gòu)形式平臺的6條伸縮桿下半部分使用單獨的鉸鏈與下平臺進行連接,伸縮桿上半部分則與相鄰伸縮桿的上半部分共同使用同一個鉸鏈與上平臺連接。6-6結(jié)構(gòu)形式平臺的6條伸縮桿互相獨立,伸縮桿上端與下端分別通過獨立的鉸鏈與上下平臺進行連接,受力比較平穩(wěn),同時能保證更大的工作空間,平臺最多可以實現(xiàn)六個自由度的復(fù)合運動。7.1機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計實例?7.1.2輪腿復(fù)合機器人輪腿復(fù)合機器人結(jié)合了多種可移動機器人的運動方式,大大提高了機器人的環(huán)境適應(yīng)能力。串聯(lián)結(jié)構(gòu)的機械腿雖然具有結(jié)構(gòu)簡單、容易制造的優(yōu)點,但存在整機承載能力低、越障性能差的缺點。并聯(lián)結(jié)構(gòu)具有承載能力強、越障性能好、運動精度高的特點,可并聯(lián)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于輪腿復(fù)合機器人的機械腿中,可有效提升整機的運動性能。7.1機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計實例?7.2.1草方格沙障機器人設(shè)計的草方格沙障機器人由行走裝置、開溝裝置、輸草裝置和壓草裝置組成,可實現(xiàn)遙控操作、行走開溝、輸草、壓草等一系列工作,可通過機械化作業(yè)鋪設(shè)沙障,達(dá)到治沙效果,同時節(jié)省人力物力,提高治沙效率。7.2機械創(chuàng)新設(shè)計競賽作品實例7.2.2海洋滸苔清理船設(shè)計了一種海洋滸苔清理船,用以替代人工清理,提高工作效率。是用于對收集的滸苔進行脫水處理的裝置,利用齒輪傳動帶動擠壓滾筒向內(nèi)旋轉(zhuǎn),下方出料口安裝兩組反向轉(zhuǎn)動的刀片組,可以實現(xiàn)打碎功能,最后將滸苔從出料口排出。7.2機械創(chuàng)新設(shè)計競賽作品實例7.3任務(wù)型創(chuàng)新設(shè)計實例7.3.1

ROBOCON小兔機器人全國大學(xué)生機器人大賽有ROBOCON、RoboMaster、ROBOTAC三大競技賽項,ROBOCON賽事是亞洲-太平洋廣播聯(lián)盟(ABU)發(fā)起的一項國際性大學(xué)生機器人賽事,選拔冠軍145隊代表中國參加亞太大學(xué)生機器人大賽(ABUROBOCON)。ABUROBOCON賽事每年推出一個新的主題,由主辦國根據(jù)本國的歷史文化特點制定比賽的內(nèi)容和規(guī)則,參賽者綜合運用機械、電子、控制等技術(shù)和工具,制作機器人完成規(guī)則設(shè)置的任務(wù)。7.3.2物流技術(shù)(起重機)創(chuàng)意設(shè)計中國大學(xué)生機械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽物流技術(shù)(起重機)創(chuàng)意賽每年有不同的比賽要求。比賽中應(yīng)根據(jù)實際需求進行物料搬運設(shè)備設(shè)計和工藝制作,例如2022年參賽內(nèi)容為設(shè)計、制作一臺物料搬運機器人,對固定取物區(qū)具有特定顏色及形狀標(biāo)識的搬運物品進行識別,通過自主有序的控制方式將物品從取物區(qū)按通行規(guī)則搬運到堆碼區(qū)。7.3任務(wù)型創(chuàng)新設(shè)計實例7.4仿生機器人實例7.4.1高層建筑玻璃幕墻清潔機器人為了解決人工高空作業(yè)所帶來的危險系數(shù)高、效率低等問題,設(shè)計了高層建筑玻璃幕墻清潔機器人。設(shè)計仿照蜘蛛的形態(tài),利用多足末端的吸盤,將機器人穩(wěn)固吸附于玻璃上。機器人包括爬行系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)等部分。7.4.2濕地勘探仿生機械丹頂鶴濕地勘探仿生機械丹頂鶴的頭部安裝有低功耗、高精度攝像頭,能夠采集視覺信息并反饋終端;鳥喙部分具有一定的咬合力,可以采集適當(dāng)?shù)膭又参飿颖?頸部設(shè)計為三自由度連桿機構(gòu),動力采用舵機輸入,并將原動件下移至