移动机器人转台机构的设计(2)
3.7.7 蜗杆轴的设计 27
3.7.8 蜗杆轴校核 29
3.7.9 蜗杆轴上的键的校核 31
3.7.10 蜗杆轴上的齿轮寿命的校核 32
3.7.11 蜗轮轴的设计 33
3.7.12 蜗轮轴的校核 34
3.7.13 蜗轮轴上的轴承寿命校核 37
3.7.14 蜗轮轴上的键的校核 39
3.8蜗杆热平衡计算 40
3.9本章小结 40
4 运动中干涉的检验 42
结论 45
致谢 46
参考文献 47
附录 49
1 引言
小型机器人主要用于代替人工作业，批量生产成本一般较低[1]。由于上述特点，它大都用于简单、重复、繁重的工作，如上、下料，搬运等，以及工作环境恶劣的场所，如喷漆、焊接、清砂和清理核废料等[2] [3]。它使传统的工业生产面貌发生了根本性的变化,使人类的生产方式从手工作业、自动化跨入了智能化的时代。
1.1 本课题研究内容及意义
本课题以小型地面移动机器人的转台为研究对象，综合运用所学基础理论知识,根据给定的总体结构尺寸、重量及运动特性指标，进行结构选型、机构设计。通过本课题的研究，通过对设计要求、工作原理和机构动作的分析和理解，构思机构运动方式和传动布局，并进行机构、零部件设计计算等环节的实践，培养设计、计算、制图及计算机应用能力，以提高分析与解决工程实际问题的能力。
1.2 国内外发展现状
1.3 本文所做的工作
本次设计主要完成两个运动，转台的俯仰与旋转运动。俯仰运动采用螺纹副结构，此结构需要配合摆动导杆机构才能实现，拟采用小型电机驱动螺纹杆，需要配合减速箱联轴器等机械部件。此方法的关键在于对运动机构的运动与力学分析，以符合所要求的俯仰角度。旋转运动拟采用蜗轮蜗杆减速器传递。这是因为要求的俯仰台的转速较慢，而蜗轮蜗杆能实现较大的传动比。蜗轮蜗杆传动是一种空间的齿轮传动，它能实现交错角为90度的两轴间的动力和运动传递。在此传动中，由于摩擦等因素，能量受到损耗，转为热能，所以不仅需要对材料的受力校核，而且对材料的受热特性也要验证。
2 移动机器人转台俯仰结构的设计
2.1 俯仰运动整体的分析
转台系统有两个自由度，若视转台的回转为第一自由度。第一自由度结构
尺寸取决于搭载对象的质量，以及搭载对象对机器人的作用力，而第一自由度受
第二自由度影响，故应先计算第二自由度传动的零件。第二自由度即为转台的俯
仰运动，采用了螺纹副结构，并结合摆动导杆机构，实现了俯仰台旋转的自由度。
具体设计如图2.1所示。 图2.1俯仰系统二文结构简图
1－俯仰台 2－ 丝杠 3－支撑台
4－圆螺母 5- 销 6－联轴器
7－ 减速箱 8－电机 9－可转动电机套座
10－螺钉
如图所示，电机旋转运动经减速箱减速后，由联轴器传递给丝杠，使丝杠旋转。丝杠旋转使与之配合的圆螺母作相对直线运动。圆螺母和俯仰台底部铰接，螺母带动俯仰台绕俯仰台和搭载台的连接点旋转,使俯仰台完成俯仰运动。