娱乐机器人的模拟设计.PDFVIP

·26 · 娱乐机器人的模拟设计 娱乐机器人的模拟设计 ( ) 天津理工学院 300 19 1 　陈建欣 ( ) ( ) 　　本文以娱乐下棋机器人为例 见图 1 阐述 5 整体结构配置及优化; 拟人机器人结构设计中的某些问题。娱乐下棋 (6) 弹性动力分析等。 机器人的任务是将棋盘上的棋子按规则挪动, 对具有拟形特点的操作机, 在确定每个参 动作应与人的手臂相仿。因此其结构、形态、尺 数时都必须考虑拟形的特点。在设计中, 须将以 寸看起来要与人的手臂相象。另外, 从经济角度 ( ) ( ) 上第 2 步与第 3 步颠倒顺序进行。即按拟形 出发, 又考虑到是下棋专用机器人, 所以在满足 特点选定机型; 按人臂的肩、大臂、小臂、腕、手 上述要求的条件下, 既要使 自由度少, 结构简 尺寸和作业要求确定各段臂的长度L 及其它 单, 易于加工, 电机小, 重量轻, 又要有足够的强 运动简图参数; 然后确定关节结构, 即在虚拟的 度和刚度。 尺寸范围内安排各关节的轴、轴承、轴承座、减 在该操作机的设计中, 其结构和某些参数 速器、电动机、机座等结构。在此同时, 应考虑到 的确定原则与一般操作机有所不同。下面作一 外形、平衡、强度、刚度等一系列问题。并对结构 简单介绍。 参数进行优化计算。 该操作机的工作速度低, 其负荷主要是 自 身臂重。电机的重量在整体中占相当大的比例, 不可忽视。由于一个关节执行电机的重量是上 一关节的负载, 这样从腕向上至肩, 小关节执行 电机转矩的增大, 会逐级影响上一级关节的转 矩, 使执行电机转矩逐级增大。这一方面是由于 电机重量随额定转矩增大造成整个臂的重量急 剧增大, 而效率急剧下降; 同时又由于各关节反 作用转矩的影响, 对上一级关节也有干扰, 所以 力求减小各级执行电机的转矩成为至关重要的 问题。下面仅从结构角度对影响各关节所需驱 动转矩的因素作简要分析。 11　各关节驱动转矩的分析 关节 电机的最大驱动转矩为M id≈M iG + M iI+ M