带机械臂的四轮足复合式机器人+CAD图纸(4)
b) 如图4.1 U型零件可两两底部相连，可加长手臂的长度。
图 4.12 U型零件
4.2机械臂旋转机构设计
为了方便机械臂抓取物料，在机械臂下装有一个旋转基座可方便小车在360度的方位上抓取。如图 4.2左图所示，机械臂旋转基座由旋转电机，联轴器，旋转盘，轴承，车架组成。
设计由下至上，旋转电机安装在车架底座的中心上，用螺栓连接。而旋转电机输出轴与旋转盘用联轴器连接安装。旋转盘安置在车架的大圆孔内部，用轴承径向固定。旋转盘上可以固定机械臂的第一摆动电机。
此设计的优点：
（1） 结构简单，部件易于安装加工。
（2） 电机安装在车架中心，结构对称，不会有额外的力矩作用在车体上。
图 4.2
4.3 机械臂电机的选型和计算
4.31 回转电机
为了能让机械臂360度旋转，选择适当的位置，又能让整个结构轻便，所以对于机械臂回转电机，我们选择大功率舵机。
假设机械臂的重量约为5kg，当机械臂水平位置时，产生最大的力矩。
Mmax=400/2*9.8*1.5+400*9.8*3.5=16.6N.m
选择SONXUN松迅SXSV50-5 如图4.3
参数：堵转扭矩 180kg.cm 转速 5r/min
4.32 关节电机
人们往往关心的是机器人的末端位置和姿态，而舵机有非常好的位置可控性，它带有精密的减速器，具有其他同等尺寸的电机无可比拟的输出力矩，因此我们选择舵机作为关节驱动器。机械臂的结构如图 2-13，在作业时，其中第1 关节的舵机需要提供的力矩最大，因此我们对这一关节进行计算。
机械臂各杆件处于水平时候对第一关节产生最大的力矩，计算方法是等效
的方式，即将末端执行器及假想的欲抓取目标单独计算，其余杆件质量集中到
机械臂的中点计算：
（1）第一关节
Mmax=400/2*9.8*1.5+400*9.8*3.5=16.6N.m
选择SONXUN松迅SXSV50-5 如图4.3
参数：堵转扭矩 180kg.cm 转速 5r/min
（2) 第二关节
Mmax=150*9.8*3.5+80*9.8*0.5=16.6N.m=5.145+0.392=5.537N/m
选择SONXUN松迅SXSV50-80 如图4.3
参数：堵转扭矩 80kg.cm 转速 80r/min
图 4.35 轮足机器人机械腿设计
机器人的关节分为转动关节和移动关节两种形式。本机械腿采用中转动关节形式，结构简单，控制容易。本文机械腿的设计成2个摆动1个回转关节。如图5.0机器人的机械臂是由L型连接件，转动电机，U型零件，机械腿构成。
图 5.0
5.1 机械腿零件设计
机械腿零件是在U型零件的基础上加以设计的，U型零件根部用螺栓螺母连接小腿，为了是行走时提升越障越野能力，要求小腿与地面的接触面尽可能的减小。平且为了尽可能的防止机器人行走时地面对腿的所产生的反作用力，在小腿底部留有一个一定深度的小孔安装一个直径大于小腿宽度的橡胶小球，让橡胶小球接触地面，从而减少行走时的振动，使行走状态更稳定。
图 5.1
5.2 机械腿连接件
为了能让机械腿安装在机器人的底盘和车架上，我们采取L型连接件的方式，底面连接在机器人底盘，并且，旋转电机固定在地面上，而L型连接件的侧面用来与车架连接。为了满足腿足行走时机械腿对连接件上螺栓螺母的最大承载弯矩，经校核，用M12的螺栓连接。
5.3 机械腿电机的选型计算
531 回转电机
为了能让机械腿前后旋转，选择适当的位置，又能让整个结构轻便，所以对于机械腿回转电机，我们选择大功率舵机。
假设机械腿的重量约为10kg，当机械腿水平位置时，产生最大的力矩。