4。利用ansys软件,对三维模型进行受力仿真分析:
5。根据迎宾机器人整体结构,设计外部壳体并制作模具。
第二章 迎宾机器人总体方案设计
2。1 迎宾机器人的组成和特点
根据迎宾机器人硬件结构,其组成一般是:执行机构、驱动机构、图像处理系统、语音交互系统、控制系统、辅助装置等。
执行机构主要是指迎宾机器人的手臂和底盘。底盘主要的功能是:在有需要时,移动机器人,进行导引等操作。底盘的轮子采用全向轮,以实现迎宾机器人能在狭小的空间里实现任意一个方向的运动。手臂主要的功能:手臂摆动,以实现迎宾的效果。此外,迎宾机器人在和人进行语音交互时,能做出一些动作上的回馈,使迎宾机器人更加活泼,给客户更好的用户体验
驱动机构是指驱动迎宾机器人底盘和手臂运动的部分;一些我们经常见到驱动结构,如液压驱动和电气驱动等,用于复杂机器人系统,如美国波士顿动力公司设计的Big dog。
图像处理系统,迎宾机器人图像处理系统的主要功能:图像通过摄像头获取,根据图像进行人脸辨认, 然后迎宾机器人根据识别结果,进行导览或介绍;或者根据识别结果,与数据库进行匹配,如果是数据库中已经有的图像,可根据数据库内以存取客户信息,给客户提供个性化的服务。
语音交互系统,是指迎宾机器人能给客户进行语音介绍,并且能进行语音识别,和宾客进行交流,使迎宾机器人更加活泼。
控制系统,迎宾机器人控制系统的主要作用是控制迎宾机器人手臂和底盘,按一定的程序、速度、方向、位置进行动作。
辅助装置,就是螺丝、支撑部件等。
迎宾机器人具有以下特点:①迎宾机器人已经具有适应各种环境的有点,迎宾机器人现在可以根据不同的环境进行模块转换,以实现不同的功能。②迎宾机器人的硬件部分,已经实现模块化,方便维修更换。③迎宾机器人会一如既往重复进行自主迎宾、动作表演、语音交互等功能。
2。2 迎宾机器人的总体规划设计
本课题设计的迎宾机器人能按照指定路径进行精确运动以及完成欢迎引导等一些列手臂的运动。因此,迎宾机器人必须具有较高的准确度和一定的灵活度。
迎宾机器人的底盘和手臂的动力源,都使用的是空心杯直流伺服电机,但是迎宾机器人运动要进行精确定位和运动控制,但是本课题采用的的电机是属于开环控制,所以要加装反馈装置。
根据要求和所搜集的资料,具体的初步规划大致如下:1。迎宾机器人的高度在150cm左右;2。整个迎宾机器人的重量≦30Kg,直径≦450mm;3。 底盘采用全向轮驱动,所以采用伺服电机,以方便精确定位。 论文网
2。3 迎宾机器人主要的构件设计
2。3。1 迎宾机器人底盘结构设计
迎宾机器人的底盘是迎宾机器人整体的承重以及驱动装置,就像汽车的底盘一样。迎宾机器人的电源电池、电路板、控制板、语音交互模块等,都安装在底盘上,可以说迎宾机器人的主要重量集中在底盘上。有的迎宾机器人,底盘采用的是两轮驱动一轮支撑的结构,而且采用的是普通直流电机,具有操作简单,价格便宜等优点,但是也存在转向困难,无法精确定位。考虑到以上情况,本设计的底盘的轮子采用的是三个成120°的全向轮,选取伺服电机驱动。底盘的其他部件包括上支撑盘、下支撑板、侧支撑板、支撑梁、垫片、齿轮减速器等。它们的连接主要依靠螺钉和螺母完成,结构相对简单。迎宾机器人底盘图暂定如下: