机器人机械资料说课材料.ppt

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1、机器人机械资料2.2常用机械零件齿轮直齿轮：直齿轮是机器人制作结构中最常使用的一种齿轮，呈圆柱形，轮齿均匀分布于外圆柱面，轮齿面垂直于轴，轮齿平行于轴线。斜齿轮：斜齿轮也呈圆柱状，轮齿和轴线成一定角度。相对直齿轮，斜齿轮传动更安静，可以传递更大载荷，承受最高转速。蜗轮：蜗轮由蜗杆和蜗轮两部分组成，可以视为用两个斜齿轮以适当角度配对传动。其中蜗杆样子像螺栓，轮齿具有很小的螺旋角。蜗杆的从动轮使用斜齿轮或直齿轮。蜗轮工作安静，可以获得极高的减速比，并具有自锁功能。自锁功能意味着当没有功率输入的时候，蜗轮依然能够保持在原位置，不会因重力或其他原因出现反向移动。对

2、于机器人竞赛来说，在某些情况下，特别需要自锁功能。蜗杆和从动蜗轮分别在垂直平面和水平平面上转动，可作垂直方向转动。锥齿轮：又称伞齿轮，其外形呈圆锥状。它的轮齿可以是直齿，并和旋转方向垂直。也有少量伞齿轮的轮齿是弯曲的。伞齿轮可承载的能力比较大，而且和蜗轮一样，可以作垂直方向旋转力转动。行星齿轮：行星齿轮其实是直齿轮的组合，主要用于承载能力很强而空间却有限的场合，例如直流电机的变速箱部分。齿条齿条是在一个矩形长条上，所有齿平行排列成直线的机械零件。它可以固定带有小齿轮轴转动的部件，即可以将旋转运动转换成直线运动；或者固定齿条部分，当小齿轮转动时，带有小齿轮的

3、部件则会在齿条上产生平行移动。同步轮、同步带同步轮是一种特殊的齿轮，它与同步带配合使用。作为力的传动，同步轮上的齿形、齿距等参数必须和使用同步带严格一致。经同步带连动的两个轴的转动参数则完全同步。当需要多个零件动作完全一致地同步进行时，应采用同步带机构。同步带机构必须利用配套的齿形带轮和同步带。皮带轮和皮带通过传动皮带，将2个皮带轮相连，在改变转速情况下进行动力传送。轮的主要参数有轮的外径以及轮上的皮带槽。常见的有矩形、半圆、梯形几种，皮带槽的形状则根据传送带的形状来决定。机器人竞赛常先选用合适的传送带，再决定皮带轮的加工。轴承为减少摩擦力，提高机械效率，

4、轴承是常采用的部件。机器人竞赛中使用的是微型轴承，轴承内径为4～6ram，外径为13～20ram。轴承加装单盖或双盖，以防止灰尘进入。轴承内径中的轴以及外径安装孑L都要精确加工成紧配合。对微型轴承的安装过程，要特别小心，防止其变形或损坏。轴机器人结构中常使用各种直径的轴。由于轴相对比较细长，加工困难，价格又高，因此可在金属构件店购买各种直径的轴销来代替，效果很好。直径分别为3ram、4mm、5ram、6ram、8ram、l0mm的轴销都能购买到，可用钢锯或其他方法加工成合适的长度来使用。螺杆螺杆也是机器人装配中常用到的，在家庭装潢商店可以购买到吊顶用的直径

5、为6～8mm的螺杆。在金属构件商店，还可以买到不锈钢或黄铜螺杆。对于所需螺杆的长度小于l00mm的情况，可直接购买长螺丝钉来代替。车轮目前，竞赛机器人大多采用轮式或履带式移动机构，少数双足机器人也并非真正意义上的双足。机器人移动使用的车轮，一般由硬铝加工而成，车轮的直径根据机器人底盘离地的要求并参考移动速度而定。直径小，底盘距地近，重心低，稳定性较好。一般选择车轮的直径为60～80mm。加工要求同心度高；对于车轮中心的轴孑L，要求最好外嵌大于l0mm厚的黄铜外套。轴套上等分钻三个紧固孔，孔内壁攻M3或M4螺纹，以便将动力轴固定在车轮外。为增大机器人移动时与

6、地面间的摩擦力，防止打滑，要将车轮外圈加工成矩形槽，以橡胶等摩擦力大的物质包裹在车轮外圈。比较简单可行的方法之一，是选择合适内径的橡胶密封圈紧紧套在车轮的矩形槽内。因此，车轮的最终尺寸要和能得到的橡胶密封圈型号与内径相吻合。密封圈可在橡塑商店内买到。万向轮使用两轮驱动的机器人，常将两驱动轮作为主动轮安装在后部两侧，而在前部正中央位置安装一个万向轮，主要用以支撑。万向轮在受力情况下可向任意方向转动，将机器人设计成带有一个万向轮的三轮结构，可以减小转弯半径。由于前部万向轮的灵活性，机器人可以按要求实现运动控制。链条链条是一种很好的传动带，最常见到是自行车和摩托

7、车上的传动链条。它不易打滑，传动可靠，传动承载力较强。可选用摩托车体内部使用的小型链条，在摩托车维修店就可购到。一般是一条链，两个配对链轮，价格便宜，质量好。链条的尺寸可以根据需要加长或减短，链条两端的链轮在安装时应在同一平面上，这样，链条在同一直线上传动效率高，不易滑脱。同时，安装的链条要松紧适度。履带使用履带也是竞赛机器人常用的移动方式之一。它比车轮移动惯性小，容易控制，但速度比轮式低。履带移动机构比较复杂，自制困难，加工造价高，一般从玩具厂选择合适的尺寸，购买全套部件装配使用，或者直接购买履带式玩具加以改装。使用宽的同步带进行再加工，也可充当履带使用

8、。连轴器顾名思义，连轴器的功能就是将主动轴和从动轴连接起来，从而使