《科技创新报告》word版

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1、科技创新报告爬树机器人设计赵瑜4/26/201011机械设计大赛理论目录目录··································································3第一章机器人各种理论实现机构方案2.1理论方案简介··················································6第二章采果功能的实现过程3.1采果过程3D模拟图介绍············································8第三章计算部分4．1机器人具体计算校核········

2、······································11第四章创新与特色简介115．1创新与特色······················································13第一章：机器人的实现机器人机构实现原理2.1.1行进运动机构及其驱动功能要求：爬上45度坡，转弯，下坡。本方案使用两节式履带车实现爬坡，下坡，并利用两履带轮的速度差来实现转弯2.1.2收集装置的实现功能要求：能收集到扔下的果实，能把果实放入收纳框。本方案的收集装置为两只12×13×14.5的长方体塑料筐，在将果实放入收纳框时

3、使用齿条机构抬升塑料筐2.1.3爬树机构的实现功能要求：能够实现上升，越过枝条等动作。本方案的爬树部分：图中黄色部分为爬树部分，具体机构见实物11第二章采果功能的实现过程动作1：机器人（除操控部分）需从平台①到达平台②动作2：机器人“采摘果实”11动作3：机器人从平台②到达平台③动作4：机器人将“果实”放入收集框第三章计算部分五：计算11本机器人收缩时总装配体积为260×302×320（mm）除标准件外主体部分由角铝制作（铝的密度为2.7g/cm3）机器人总重量约10kg左右：履带式底座约3.21kg收纳装置总体约2.40kg爬树摘果装置约3.13kg

4、电机：电机型号功率W电压V转速RPM扭矩N.mm车子行进电机×2ZGA28RP1.512/245~6001.0~5.5前节翻转电机ZGX38REE982i3012/24313768.95齿条上升电机×3ZGX32RA462i3.1612/2410669.20拉线电机×2ZGX17RU256i2.1412/2427252.04大机械爪用电机ZGX36RH149i1212241425.83小爪用电机ZGA17RU0.5125~6000.5~1.0爪子翻转电机×2ZGA28RP1125~6001.0~5.5大机械爪侧移电机×2ZGX17RU509i2.141

5、2/2410166.36车子进行速度V=电机转速×履带轮周长=60×2×3.14×35/60=219.8mm/s爬树机构齿轮齿条机构上升速度：V=电机转速×履带轮周长=10×2×11×3.14/60=11.5mm/s主要电机校核：1.当履带车爬坡时，前部一翻转电机提供扭矩使前节支撑杆翻转11M=13768.95N.mmF=0.5G=0.5×10×10=50N（F/1.4）×130=4642N.mm

6、75爬树装置重约3.13kg.11f=G=3.13×10=31.3N所以需至少31.3N的摩擦力才能保证爬树装置不下滑（此力由弹簧的预紧力提供）电机提供的拉紧力=M/R=3183/20=159.15N（R为电机上绳轮的半径）M/R×20=3183N.mm>31.3×80=2504N.mm此电机能满足要求11第四章．创新与特色四：本方案创新与特点1.履带式爬楼梯设计动作简洁，爬楼梯速度最快，运行稳定。履带式底座爬坡设计同步带型履带传动效率高，摩擦力大，能顺利爬一定坡度的楼梯。爬坡时，以车体前的支杆抬高车体，使履带的重心上升，实现爬楼梯的功能。2.采用若干

7、电机及传动机构控制机械臂、滑轨实现爬树、采摘功能此方案的爬树、采摘部分是整个本设计方案的重点部分，采用电机控制上下两只机械手抓紧树干、主干部分的导轨实现爬树机械的上升，背部左右两只机械臂实现采果功能。我们的爬树采摘部分使用齿轮齿条机构控制此部分的爬升，使用组轮拉线滑道控制背部采摘机械臂的伸展。此部分的最大创新与亮点就在于我们在抓紧树干的机械爪上设计了同步带带动的滚轮，使机器人能绕着树干旋转，同步带同时能防止打滑，克服了两两45度角交叉的树枝的障碍，得以向上爬升。3.行进部分与采摘部分的分离使本机器人具有模块化的特点，使各部分功能得到实现。试想当我们的机

8、器人置身于果林之中，怎样的设计才能使机器人在果林复杂地形中快速行进，同时又能保证采摘的高效性？