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实物组比赛机械结构培训讲座陈光－－模块化设计在机械设计中的应用主要内容提要一、比赛规则、策略分析二、机器人结构分析与设计1、行走模块结构设计2、收集、投放模块结构设计3、伸展模块结构设计三、材料与加工四、常用资料推荐一、比赛规则、策略分析两种常见取胜方式：1、多得分关键点：多采集绿色包裹。2、包裹采集成功关键点：注意路径规划，提前抢占第三个重要包裹。其他方式：出奇制胜二、机器人结构分析通过对规则的分析，我们可以发现，机器人主要要具备以下功能模块：1、行走模块（主要功能模块）2、收集、投放模块3、伸展模块4、其他（比如行走模块等必需模块建议几个队伍一起设计加工，以减少成本）三、行走模块结构设计行走模块设计首先要确定驱动方式，鉴于实际情况，通常我们选用直流减速电机驱动，常用的结构有以下几种：1、轮式结构2、履带式结构3、两足（多足）式结构（略）1、轮式结构主动轮主动轮从动轮从动轮主动轮常用的主、从动轮分布方式主动轮制作方法车轮胶皮主动轮剖视图主动轮侧视图从动轮轮式结构电机、车轮安装示意图电机车轮连轴器电机座轴承座车底盘电机座、轴承座的制作方法轴承座示意图电机座示意图注意电机、轮要同轴轴承连轴器的制作方法电机轴端轮轴端常用连轴器制作方式之一，采用镙钉固定。也可以采用平键等其他方式固定。螺纹孔2、履带结构采用履带结构建议直接购买履带，或者用同步带代替履带，否则自制履带价格很高。四、收集、投放模块结构设计常用的收集机构有以下几种：1、机械手式结构2、摩擦轮式结构3、真空泵式结构4、其他结构1、常用机械手形式左图为一常见的机械手形式（机械手的设计方法可以参考《机械手图册》），除了这些常见的机械手，还可以利用舵机来制作简单的机械手。利用舵机制作简单的机械手安装端舵机2、常用摩擦轮结构简介下图为常用摩擦轮式收集机构，单电机可控，只要将滚轮做的比包裹略高即可将包裹收入到后方的盒子中。如果电机功率足够，可以将滚轮做的更粗一些，外面缠绕海绵。摩擦轮式实物图摩擦轮式示意图包裹海绵轴3、真空泵简介真空泵用途广泛，如气体采样、物体吸附等。真空泵加吸盘结构通过真空泵的通断即可用来收集、投放包裹4、其他结构由于整个比赛场地比较光滑，我们甚至可以不用收集机构，直接将小包裹推入包裹区。如采用推土机结构，也能完成相关工作。采用此种结构最好同时将底盘设计成“U”字型或“V”字型。底盘俯视图其他机构（续1）还可以采用连杆机构拨动包裹，直接将其拨入包裹区或者拨入机器人体内，到了包裹区再拨出。包裹小车俯视图1包裹小车俯视图2其他机构（续2）小车俯视图1小车俯视图2小车俯视图3五、伸展模块机构设计伸展机构用来扩大机器人自身尺寸，常用的结构有以下几种：1、气动装置2、平行网格式装置3、其他（带传动、链条传动等）1、气动装置简介气动元件伸缩速度快，行程稳定，比较适合用在较精确的伸缩机构中，但是需要一个气瓶供气，较占重量且价格较高。2、网格式伸展机构平行网格式结构可以用齿轮齿条、电机拉线等多种方式来控制其的伸缩。甚至可以用一根弹簧外加一个舵机来控制。固定端弹簧舵机控制端3、其他机构类似的伸展机构有很多，只要是能将圆周运动转换为直线运动的机构都可以采用。★注意★以上所讲的一些机构为常用机构，请大家不要被这些机构所限制，发挥自己的想像力，制作出更加巧妙、稳定的机器人。六、材料与加工1、常用材料合金铝板：适合做车底盘角铝：适合做框架结构中的连接单元柱形铝、尼龙：适合做车轮橡胶圈：增强摩擦，适合做车轮外胎其他材料：如铝条、不锈钢管、聚乙烯板、木材、PVC板、硬纸板等都可以应用。2、常用工具与加工方式常用工具螺丝刀（十字、内六角、一字）、尖嘴钳、老虎钳、台式虎钳、电钻、钻头、钢锯、锉刀、丝攻、剪刀、锤子、尺等常用加工方式机床加工：学校机械厂、玉泉校内等加工厂焊接：紫金港附近铝合金店、玉泉北门铝合金店七、常用资料推荐1、常用网站机器人爱好者：：：、百度等搜索引擎ftp://10.13.21.66/pub/机器人相关/CCTV/机械大赛/2、相关市场长城机电市场西溪门口乘6路终点站杭州电子市场303路翠苑四区下车往北1000米材料市场紫金港校区门口的新时代装饰材料市场、大关材料市场等3、书籍推荐《机器人制作》基础篇、提高篇《PIC机器人初学指南》《机械设计图册》参考常用机械结构《机器人竞技系列》OHM社出版，包括机构设计、电路设计等几本谢谢联系方式：88id:conceptEmail:zju_cg@163.comcellphone:13067987250祝各位在此次比赛中得到良好的锻炼并取得优异的成绩附图：弹簧附图：轴承附图：舵机附图：电机