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    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。
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