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适合机械三维设计用笔记本,四自由度机械臂原理

张世龙 05-06 04:31 91次浏览

三自由度机械臂三维设计基于背景的设计机械臂设计关节连接方式基座与机械臂的连接方式效果

背景

写这篇文章的时候,只是模型设计完成,购买了一些零件,最终能否实现还不确定。 有些照片太辣了,请多关照。

继续至今为止的智能车的制作,我的想法是多功能智能车,至少需要手和眼吧。 所以,照相机云台制作结束后,我进行了机械臂的设计。 一开始关于机械臂的知识真的非常少。 当时的想法是关节上有舵机。 也许是这样:

但是,我觉得这个有点丑。 而且,那样的话舵机也不少。 不是很便宜。 所有的我又找到了这个结构:

这个看起来很好。 之后,调查其他机械臂发现,结构相似,基本上分为以上两部分。 最后我选择了第二个。

机械臂的材料计划使用切割的2mm不锈钢板和几个标准品。 (我想可以直接在淘宝上买到,有尺寸的是标准品。 )

最终设计的模型:

基础设计首先是平面旋转的问题,从图像中完全不知道是什么样的结构,所以只能自己找。 说到这里,我不得不说淘宝是个好东西。 最后找到了这个:

没有值得大书特书的地方,必须全部费事。 最后选择了同样尺寸的。 孔是通孔,可以放置螺栓。 另外,内外环上有孔,设计好用于平台。

这样我们的底座问题就解决了。 只是固定好了再装舵机就行了。 模型没有被渲染。 或者没有附上材质。 如果能理解就好了。 在这里,我们使用舵机,创造了一个自由度。

一些机械原理知识用于机械臂的设计。 我画了结构图帮助分析。

其中紫色圆是与底座相连的固定点,红色和黑色线表示活动条,绿色线表示从站。 先看看绿线吧。 这里有两个三角形。 可以看出三角形的形状很稳定。 你也可以看到同时有两个四边形。 我现在试着单独画那个

角2、角3都是三角形的角,所以是一定的,但角1的两边也固定在台座上,所以角1也是一定的。 而且根据平行四边形定理,我们可以很容易地把三个角合并在一起。 最后,根据我们的设计,如果这三个角的合计为180,会有什么样的设计优点呢? 优点是角3的下边始终与水平线180,即永远与平面平行。 当然,如果有与平面保持45角的特殊需要,可以附加135或225。 原理是一样的。

如果知道从动部分,主动杆的部分很简单。 红色的部分是平行四边形,黑色的部分是操纵杆。 最后成品做好了。 现在看这张图不是很清楚吗? 完全符合前面的结构图。

关节的连接方法老实说这里也困扰着我。 本来,我想用法兰座和卧式外壳连接。 虽然可以做到,但是会变得肥大,成为累赘,机械臂的重量会大幅增加。 我查了百度,但不是这样。 最后只能依靠淘宝,看看别人是怎么得到的

真的只有一个轴承啊。 旋转一定可以旋转。 但是,我完全不知道如何防止零件轴向移动。 我知道这是侧轴承。 我自己也试了一下,发现不管怎么安装,零件的另一边都会起作用。 因为看不到细节,所以我也放弃了。 最后我想到了瘦白云的方法。 弹簧,这样就有灵魂了。 请原谅那个和那个的不严密。

这样可以保证两个关节灵活旋转,避免轴向移动。

底座与臂的连接方式由于这里必须承受垂直方向的力,而且臂抓住物体后这里受到的力更大,所以选择了立式壳体的光轴法兰支架方式,而不是让舵机直接承受所有的力

可能是这样的,但原理什么也说不出来

虽然效果众所周知,但是solidworks制作了动画很强的一头,所以我没有做动画。 我只拖动了鼠标

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