机器人机械资料课件

第2章机器人机械 2.1机械设计原则机械设计原则 任何动作的设计，最终都要通过机械去完成任何动作的设计，最终都要通过机械去完成 因此：因此：机械部分才是机器人设计中最关键的机械部分才是机器人设计中最关键的部分部分 设计原则：设计原则：以简单为第一准则。在设计的全以简单为第一准则。在设计的全过程中，要时刻贯穿尽量使用最简单、明了、过程中，要时刻贯穿尽量使用最简单、明了、直接的结构去实现所需要功能的设计理念。直接的结构去实现所需要功能的设计理念。2.2常用机械零件常用机械零件 齿轮齿轮直齿轮：直齿轮是机器人制作结构中最常使直齿轮：直齿轮是机器人制作结构中最常使用的一种齿轮，呈圆柱形，轮齿均匀分布于用的一种齿轮，呈圆柱形，轮齿均匀分布于外圆柱面，轮齿面垂直于轴，轮齿平行于轴外圆柱面，轮齿面垂直于轴，轮齿平行于轴线。线。斜齿轮：斜齿轮也呈圆柱状，轮齿和轴线成斜齿轮：斜齿轮也呈圆柱状，轮齿和轴线成一定角度。相对直齿轮，斜齿轮传动更安静，一定角度。相对直齿轮，斜齿轮传动更安静，可以传递更大载荷，承受最高转速。可以传递更大载荷，承受最高转速。蜗轮：蜗轮由蜗杆和蜗轮两部分组成，可以视为用蜗轮：蜗轮由蜗杆和蜗轮两部分组成，可以视为用两个斜齿轮以适当角度配对传动。两个斜齿轮以适当角度配对传动。其中蜗杆样子像螺栓，轮齿具有很小的螺旋角。蜗其中蜗杆样子像螺栓，轮齿具有很小的螺旋角。蜗杆的从动轮使用斜齿轮或直齿轮。杆的从动轮使用斜齿轮或直齿轮。蜗轮工作安静，可以获得极高的减速比，并具有自蜗轮工作安静，可以获得极高的减速比，并具有自锁功能。锁功能。自锁功能意味着当没有功率输入的时候，蜗轮依然自锁功能意味着当没有功率输入的时候，蜗轮依然能够保持在原位置，不会因重力或其他原因出现反能够保持在原位置，不会因重力或其他原因出现反向移动。向移动。对于机器人竞赛来说，在某些情况下，特别需要自对于机器人竞赛来说，在某些情况下，特别需要自锁功能。蜗杆和从动蜗轮分别在垂直平面和水平平锁功能。蜗杆和从动蜗轮分别在垂直平面和水平平面上转动，可作垂直方向转动。面上转动，可作垂直方向转动。锥齿轮：又称伞齿轮，其外形呈圆锥状。它锥齿轮：又称伞齿轮，其外形呈圆锥状。它的轮齿可以是直齿，并和旋转方向垂直。也的轮齿可以是直齿，并和旋转方向垂直。也有少量伞齿轮的轮齿是弯曲的。伞齿轮可承有少量伞齿轮的轮齿是弯曲的。伞齿轮可承载的能力比较大，而且和蜗轮一样，可以作载的能力比较大，而且和蜗轮一样，可以作垂直方向旋转力转动。垂直方向旋转力转动。行星齿轮：行星齿轮其实是直齿轮的组合，行星齿轮：行星齿轮其实是直齿轮的组合，主要用于承载能力很强而空间却有限的场合，主要用于承载能力很强而空间却有限的场合，例如直流电机的变速箱部分。例如直流电机的变速箱部分。齿条齿条齿条是在一个矩形长条上，所有齿平行排列齿条是在一个矩形长条上，所有齿平行排列成直线的机械零件。它可以固定带有小齿轮成直线的机械零件。它可以固定带有小齿轮轴转动的部件，即可以将旋转运动转换成直轴转动的部件，即可以将旋转运动转换成直线运动；或者固定齿条部分，当小齿轮转动线运动；或者固定齿条部分，当小齿轮转动时，带有小齿轮的部件则会在齿条上产生平时，带有小齿轮的部件则会在齿条上产生平行移动。行移动。同步轮、同步带同步轮、同步带同步轮是一种特殊的齿轮，它与同步带配合同步轮是一种特殊的齿轮，它与同步带配合使用。作为力的传动，同步轮上的齿形、齿使用。作为力的传动，同步轮上的齿形、齿距等参数必须和使用同步带严格一致。经同距等参数必须和使用同步带严格一致。经同步带连动的两个轴的转动参数则完全同步。步带连动的两个轴的转动参数则完全同步。当需要多个零件动作完全一致地同步进行时，当需要多个零件动作完全一致地同步进行时，应采用同步带机构。同步带机构必须利用配应采用同步带机构。同步带机构必须利用配套的齿形带轮和同步带。套的齿形带轮和同步带。皮带轮和皮带皮带轮和皮带通过传动皮带，将通过传动皮带，将2个皮带轮相连，在改变个皮带轮相连，在改变转速情况下进行动力传送。轮的主要参数有转速情况下进行动力传送。轮的主要参数有轮的外径以及轮上的皮带槽。常见的有矩形、轮的外径以及轮上的皮带槽。常见的有矩形、半圆、梯形几种，皮带槽的形状则根据传送半圆、梯形几种，皮带槽的形状则根据传送带的形状来决定。机器人竞赛常先选用合适带的形状来决定。机器人竞赛常先选用合适的传送带，再决定皮带轮的加工。的传送带，再决定皮带轮的加工。轴承轴承为减少摩擦力，提高机械效率，轴承是常采为减少摩擦力，提高机械效率，轴承是常采用的部件。机器人竞赛中使用的是微型轴承，用的部件。机器人竞赛中使用的是微型轴承，轴承内径为轴承内径为46ram，外径为，外径为1320ram。轴承加装单盖或双盖，以防止灰尘进入。轴轴承加装单盖或双盖，以防止灰尘进入。轴承内径中的轴以及外径安装孑承内径中的轴以及外径安装孑L都要精确加都要精确加工成紧配合。对微型轴承的安装过程，要特工成紧配合。对微型轴承的安装过程，要特别小心，防止其变形或损坏。别小心，防止其变形或损坏。轴轴机器人结构中常使用各种直径的轴。由于轴机器人结构中常使用各种直径的轴。由于轴相对比较细长，加工困难，价格又高，因此相对比较细长，加工困难，价格又高，因此可在金属构件店购买各种直径的轴销来代替，可在金属构件店购买各种直径的轴销来代替，效果很好。直径分别为效果很好。直径分别为3ram、4mm、5ram、6ram、8ram、l0mm的轴销都能购买到，可的轴销都能购买到，可用钢锯或其他方法加工成合适的长度来使用。用钢锯或其他方法加工成合适的长度来使用。螺杆螺杆螺杆也是机器人装配中常用到的，在家庭装螺杆也是机器人装配中常用到的，在家庭装潢商店可以购买到吊顶用的直径为潢商店可以购买到吊顶用的直径为68mm的螺杆。在金属构件商店，还可以买到不锈的螺杆。在金属构件商店，还可以买到不锈钢或黄铜螺杆。对于所需螺杆的长度小于钢或黄铜螺杆。对于所需螺杆的长度小于l00mm的情况，可直接购买长螺丝钉来代替。的情况，可直接购买长螺丝钉来代替。车轮车轮目前，竞赛机器人大多采用轮式或履带式移动机构，少数双足目前，竞赛机器人大多采用轮式或履带式移动机构，少数双足机器人也并非真正意义上的双足。机器人也并非真正意义上的双足。机器人移动使用的车轮，一般由硬铝加工而成，车轮的直径根机器人移动使用的车轮，一般由硬铝加工而成，车轮的直径根据机器人底盘离地的要求并参考移动速度而定。直径小，底盘据机器人底盘离地的要求并参考移动速度而定。直径小，底盘距地近，重心低，稳定性较好。一般选择车轮的直径为距地近，重心低，稳定性较好。一般选择车轮的直径为6080mm。加工要求同心度高；对于车轮中心的轴孑。加工要求同心度高；对于车轮中心的轴孑L，要求最，要求最好外嵌大于好外嵌大于l0mm厚的黄铜外套。轴套上等分钻三个紧固孔，厚的黄铜外套。轴套上等分钻三个紧固孔，孔内壁攻孔内壁攻M3或或M4螺纹，以便将动力轴固定在车轮外。为增大螺纹，以便将动力轴固定在车轮外。为增大机器人移动时与地面间的摩擦力，防止打滑，要将车轮外圈加机器人移动时与地面间的摩擦力，防止打滑，要将车轮外圈加工成矩形槽，以橡胶等摩擦力大的物质包裹在车轮外圈。比较工成矩形槽，以橡胶等摩擦力大的物质包裹在车轮外圈。比较简单可行的方法之一，是选择合适内径的橡胶密封圈紧紧套在简单可行的方法之一，是选择合适内径的橡胶密封圈紧紧套在车轮的矩形槽内。因此，车轮的最终尺寸要和能得到的橡胶密车轮的矩形槽内。因此，车轮的最终尺寸要和能得到的橡胶密封圈型号与内径相吻合。密封圈可在橡塑商店内买到。封圈型号与内径相吻合。密封圈可在橡塑商店内买到。万向轮万向轮使用两轮驱动的机器人，常将两驱动轮作为使用两轮驱动的机器人，常将两驱动轮作为主动轮安装在后部两侧，而在前部正中央位主动轮安装在后部两侧，而在前部正中央位置安装一个万向轮，主要用以支撑。万向轮置安装一个万向轮，主要用以支撑。万向轮在受力情况下可向任意方向转动，将机器人在受力情况下可向任意方向转动，将机器人设计成带有一个万向轮的三轮结构，可以减设计成带有一个万向轮的三轮结构，可以减小转弯半径。由于前部万向轮的灵活性，机小转弯半径。由于前部万向轮的灵活性，机器人可以按要求实现运动控制。器人可以按要求实现运动控制。链条链条链条是一种很好的传动带，最常见到是自行链条是一种很好的传动带，最常见到是自行车和摩托车上的传动链条。它不易打滑，传车和摩托车上的传动链条。它不易打滑，传动可靠，传动承载力较强。可选用摩托车体动可靠，传动承载力较强。可选用摩托车体内部使用的小型链条，在摩托车维修店就可内部使用的小型链条，在摩托车维修店就可购到。一般是一条链，两个配对链轮，价格购到。一般是一条链，两个配对链轮，价格便宜，质量好。链条的尺寸可以根据需要加便宜，质量好。链条的尺寸可以根据需要加长或减短，链条两端的链轮在安装时应在同长或减短，链条两端的链轮在安装时应在同一平面上，这样，链条在同一直线上传动效一平面上，这样，链条在同一直线上传动效率高，不易滑脱。同时，安装的链条要松紧率高，不易滑脱。同时，安装的链条要松紧适度。适度。履带履带使用履带也是竞赛机器人常用的移动方式之使用履带也是竞赛机器人常用的移动方式之一。它比车轮移动惯性小，容易控制，但速一。它比车轮移动惯性小，容易控制，但速度比轮式低。履带移动机构比较复杂，自制度比轮式低。履带移动机构比较复杂，自制困难，加工造价高，一般从玩具厂选择合适困难，加工造价高，一般从玩具厂选择合适的尺寸，购买全套部件装配使用，或者直接的尺寸，购买全套部件装配使用，或者直接购买履带式玩具加以改装。使用宽的同步带购买履带式玩具加以改装。使用宽的同步带进行再加工，也可充当履带使用。进行再加工，也可充当履带使用。连轴器连轴器顾名思义，连轴器的功能就是将主动轴和从顾名思义，连轴器的功能就是将主动轴和从动轴连接起来，从而使驱动轴随主动轴转动。动轴连接起来，从而使驱动轴随主动轴转动。连轴器有刚性连轴器和弹性连轴器两类，每连轴器有刚性连轴器和弹性连轴器两类，每类又有两端相同轴径和不同轴径之分。刚性类又有两端相同轴径和不同轴径之分。刚性连轴器要求在安装中，主动轴要和驱动轴完连轴器要求在安装中，主动轴要和驱动轴完全同心转动，否则因受力不平衡等原因，极全同心转动，否则因受力不平衡等原因，极易造成相连部件的损坏。易造成相连部件的损坏。2.3常用机械结构常用机械结构变速机构变速机构我们知道的移动机器人，多数以电机驱动，我们知道的移动机器人，多数以电机驱动，但电机速度一般每分钟近但电机速度一般每分钟近6000转。速度虽然转。速度虽然很高，但电机输出转动力矩却很小，无法驱很高，但电机输出转动力矩却很小，无法驱动机器人移动。为了增加驱动力，就要使用动机器人移动。为了增加驱动力，就要使用减速机构，进行速度和力矩变换。减速机构，进行速度和力矩变换。齿轮减速箱齿轮减速箱两个不同齿数的齿轮分别连在主动轴和从动轴上，两个不同齿数的齿轮分别连在主动轴和从动轴上，两轴的转速比，反比于两轴上齿轮的齿数比。两轴的转速比，反比于两轴上齿轮的齿数比。变速箱中使用多组齿轮配合，可将主动轴转速进行变速箱中使用多组齿轮配合，可将主动轴转速进行各种减速输出到从动轴，许多电机将齿轮箱直接装各种减速输出到从动轴，许多电机将齿轮箱直接装在电机前部，作为电机的一部分使用。在电机前部，作为电机的一部分使用。可以选用不同转速的电机，以适应不同转动力矩的可以选用不同转速的电机，以适应不同转动力矩的需要，也可以更换不同变比的电机齿轮箱部分。需要，也可以更换不同变比的电机齿轮箱部分。(2)链轮变速链轮变速将转动链条套在两个齿数不同的链轴上，可将转动链条套在两个齿数不同的链轴上，可将从动轴变速。我们知道速度和齿数成反比，将从动轴变速。我们知道速度和齿数成反比，观察自行车的脚蹬轮和后轴相连的小齿数从观察自行车的脚蹬轮和后轴相连的小齿数从动轮便可一目了然。动轮便可一目了然。变速自行车由多组齿轮构成多变速机构，来变速自行车由多组齿轮构成多变速机构，来改变自行车速度和驱动力，以适应各种路况改变自行车速度和驱动力，以适应各种路况的需要。的需要。(3)皮带轮变速皮带轮变速这是使用两个直径不同的皮带轮来达到变速这是使用两个直径不同的皮带轮来达到变速的目的，如图的目的，如图21所示。由于两皮带轮外圆所示。由于两皮带轮外圆周长不同，也可以达到速度变换的目的。周长不同，也可以达到速度变换的目的。当载荷过大时，皮带会在皮带轮上产生滑动，当载荷过大时，皮带会在皮带轮上产生滑动，因而不适合做精确的传动，但是这种缺陷却因而不适合做精确的传动，但是这种缺陷却使此类结构具有过载保护功能，避免当异常使此类结构具有过载保护功能，避免当异常情况发生时所造成的机械损坏。情况发生时所造成的机械损坏。移动机构，对可控机器人最基本的移动要求移动机构，对可控机器人最基本的移动要求如下：如下：当以各种速度前进或后退时，整体稳定，当以各种速度前进或后退时，整体稳定，不倾倒。不倾倒。能按直线方式前进或后退。能按直线方式前进或后退。左右转弯半径小。左右转弯半径小。按程序指令快速前进或迅速停止。按程序指令快速前进或迅速停止。常用的移动结构常用的移动结构单万向轮结构：即两驱动轮加一万向轮的三轮方单万向轮结构：即两驱动轮加一万向轮的三轮方式，其中万向轮又有前置或后置的区别。式，其中万向轮又有前置或后置的区别。双万向轮结构：即两驱动轮在后部，前部两侧各双万向轮结构：即两驱动轮在后部，前部两侧各装万向轮一个。装万向轮一个。三驱动轮结构：即三个轮以三驱动轮结构：即三个轮以120。均匀分布在水平。均匀分布在水平面上，任一驱动轮可以转动或滚动两种方式工作。面上，任一驱动轮可以转动或滚动两种方式工作。当机器人向任一方向移动时，处在运动方向线的第当机器人向任一方向移动时，处在运动方向线的第三个轮停止转动，而向平行于前进方向滚动。这种三个轮停止转动，而向平行于前进方向滚动。这种轮的结构比较特殊，作为前进的驱动轮时，车轮由轮的结构比较特殊，作为前进的驱动轮时，车轮由动力轴驱动转动，而作为支撑的第三轮时，则构成动力轴驱动转动，而作为支撑的第三轮时，则构成轮的着地小轮，绕本身小轴滚动。这种结构的最大轮的着地小轮，绕本身小轴滚动。这种结构的最大优点是转动半径为零，在比赛场上机动灵活优点是转动半径为零，在比赛场上机动灵活 四驱动轮结构：四驱动轮的结构有两种，四驱动轮结构：四驱动轮的结构有两种，一种是使用汽车方式，即四轮前后两侧对称一种是使用汽车方式，即四轮前后两侧对称分布。行驶稳定，可控性好，但转弯半径大。分布。行驶稳定，可控性好，但转弯半径大。另一种是使用以上介绍的特种轮，四轮对角另一种是使用以上介绍的特种轮，四轮对角线分布。这种结构的灵活性很好，效率也比线分布。这种结构的灵活性很好，效率也比较高，但造价贵，设计、安装要求也较高。较高，但造价贵，设计、安装要求也较高。履带式移动结构：这种结构的稳定性特别履带式移动结构：这种结构的稳定性特别好，转弯半径为零。但速度较慢，噪声较大。好，转弯半径为零。但速度较慢，噪声较大。改变旋转方向机构改变旋转方向机构用两个直齿轮直接啮合的结构，可使从动用两个直齿轮直接啮合的结构，可使从动齿轮旋转方向和主动齿轮完全相反。齿轮旋转方向和主动齿轮完全相反。如果在主动齿轮和从动齿轮问加过桥齿轮，如果在主动齿轮和从动齿轮问加过桥齿轮，三个齿轮直接啮合，则从动轮的转动方向将三个齿轮直接啮合，则从动轮的转动方向将和主动轮完全一致。和主动轮完全一致。伞形齿轮可使主动轮和从动轮转动直角发伞形齿轮可使主动轮和从动轮转动直角发生变化。生变化。蜗杆蜗轮两者的旋转方向为直角。蜗杆蜗轮两者的旋转方向为直角。皮带轮机构皮带轮机构当主动轴与从动轴相距较远时，可以使用皮当主动轴与从动轴相距较远时，可以使用皮带与皮带轮，皮带轮与皮带间依靠张力形成带与皮带轮，皮带轮与皮带间依靠张力形成的摩擦力来传递动力。的摩擦力来传递动力。1)皮带传动的速度变换皮带传动的速度变换 设主动轮直径为设主动轮直径为D1，转速为，转速为N1，从动轮直，从动轮直径为径为D2，转速为，转速为N2D1N1=D2N2(2)皮带传动的方向皮带传动的方向皮带的安装主要有两种方式，最常用的是平皮带的安装主要有两种方式，最常用的是平行式带传动，如图行式带传动，如图22所示，从动轴与主动所示，从动轴与主动轴旋转方向轴旋转方向 一致一致交叉式带传动，从动轴与主动轴旋转方交叉式带传动，从动轴与主动轴旋转方向相反向相反当两旋转轴相交，而角度较小时，可直接使当两旋转轴相交，而角度较小时，可直接使用皮带传递动力。如图用皮带传递动力。如图2.5当两旋转轴交角很大时，两轴中间要增加过当两旋转轴交角很大时，两轴中间要增加过桥轮桥轮(3)皮带材料皮带材料 当连续旋转时，使用环形橡胶带。密环圈的当连续旋转时，使用环形橡胶带。密环圈的弹性虽不如橡胶带，也可代用。弹性虽不如橡胶带，也可代用。当两轴距离较远而又无法找到合适的环形橡当两轴距离较远而又无法找到合适的环形橡胶带时，也可用直径为胶带时，也可用直径为23ram的聚胺酯橡的聚胺酯橡胶带来代替，用火将两接头熔化后粘接成环胶带来代替，用火将两接头熔化后粘接成环形传送带使用。形传送带使用。凸轮机构凸轮机构 凸轮机构的作用是将旋转或直线运动转换成凸轮机构的作用是将旋转或直线运动转换成其他形式的运动。其他形式的运动。(1)平面凸轮平面凸轮平面凸轮可以将旋转运动转换成纵向运动。平面凸轮可以将旋转运动转换成纵向运动。在转动轴上安装凸轮，在凸轮外缘上安装一在转动轴上安装凸轮，在凸轮外缘上安装一个可以滚动的杆状零件，俗称推杆，推杆下个可以滚动的杆状零件，俗称推杆，推杆下部紧挨凸轮面，当凸轮随转动轴作旋转运动部紧挨凸轮面，当凸轮随转动轴作旋转运动时，推杆则作上下往复运动。为减少摩擦，时，推杆则作上下往复运动。为减少摩擦，在推杆下端安装滚子。在推杆下端安装滚子。(2)移动凸轮移动凸轮移动凸轮可以将水平移动转换为上下运动。移动凸轮可以将水平移动转换为上下运动。当滑板作左右水平运动时，安装在平板上的当滑板作左右水平运动时，安装在平板上的推杆就会上下往复运动。推杆就会上下往复运动。(3)凸轮机械应用凸轮机械应用摆动机构：将杆的一端固定在鞘轴上，而摆动机构：将杆的一端固定在鞘轴上，而在动力转轴上安装一个椭圆形零件，此零件在动力转轴上安装一个椭圆形零件，此零件仅贴于摆杆下部，当动力轴转动时，摆杆就仅贴于摆杆下部，当动力轴转动时，摆杆就会产生上下运动，形如招手动作会产生上下运动，形如招手动作 跳动机构跳动机构 安装在动力轴上的凸轮形如半个椭圆形，当安装在动力轴上的凸轮形如半个椭圆形，当动力轴转动时，这个机构就会产生缓慢上升，动力轴转动时，这个机构就会产生缓慢上升，快速下降的运动。使用曲柄机构产生的往复快速下降的运动。使用曲柄机构产生的往复运动是比较平稳的，而凸轮机械最大的特点运动是比较平稳的，而凸轮机械最大的特点是能产生不均匀的往复运动，即运动具有一是能产生不均匀的往复运动，即运动具有一定的突变性。定的突变性。曲柄机构曲柄机构最典形的曲柄例子是发动机的曲轴。曲轴通最典形的曲柄例子是发动机的曲轴。曲轴通过连杆和汽缸活塞相连，曲轴的转动运动转过连杆和汽缸活塞相连，曲轴的转动运动转换成活塞的上下往复运动。机器人使用偏心换成活塞的上下往复运动。机器人使用偏心轮结构，在动力轴上固定一转轴，而距轮中轮结构，在动力轴上固定一转轴，而距轮中心一定的距离处，安装一固定轴。心一定的距离处，安装一固定轴。导轨曲柄的滑动机构：在驱动轴上连接一导轨曲柄的滑动机构：在驱动轴上连接一曲柄，曲柄的另一端连接到带有导轨的长杆曲柄，曲柄的另一端连接到带有导轨的长杆上，当曲柄转动时，长杆就会在导轨上实现上，当曲柄转动时，长杆就会在导轨上实现往复运动。往复运动。双滑块组合机构：在曲柄滑块机构中，在双滑块组合机构：在曲柄滑块机构中，在滑块部件上开一长槽，槽内装有固定的销轴，滑块部件上开一长槽，槽内装有固定的销轴，滑块上的长槽就可以起到导轨的作用。在曲滑块上的长槽就可以起到导轨的作用。在曲柄滑块的机构中，通过两个滑块与曲柄组合，柄滑块的机构中，通过两个滑块与曲柄组合，制成一种能够实现在直线上往复运动的机构。制成一种能够实现在直线上往复运动的机构。连杆机构连杆机构连杆机构将长度不同的几个杆绞链起来，并连杆机构将长度不同的几个杆绞链起来，并能灵活地转动，将输入的旋转运动转换成各能灵活地转动，将输入的旋转运动转换成各种形式的动作。种形式的动作。曲柄摆杆机构：此机构将旋转运动变为摇曲柄摆杆机构：此机构将旋转运动变为摇摆运动或将摇摆运动变为旋转运动。摆运动或将摇摆运动变为旋转运动。双曲柄机构：在驱动轴上安装的曲柄的旋双曲柄机构：在驱动轴上安装的曲柄的旋转力的作用下，两个连杆均作旋转运动。转力的作用下，两个连杆均作旋转运动。平行四连杆机构：平行四连杆机构总是保平行四连杆机构：平行四连杆机构总是保持相互平行运动。持相互平行运动。连杆机构、曲柄滑块机构及组合知识，连杆机构、曲柄滑块机构及组合知识，曲柄滑块机构：最基本的连杆机构是由四曲柄滑块机构：最基本的连杆机构是由四个杆构成的四连杆机构，若将其中一个杆固个杆构成的四连杆机构，若将其中一个杆固定，将摆杆作成带有导向槽定，将摆杆作成带有导向槽(或滑块或滑块)的结构的结构并可以滑动，将旋转运动转变为往复运动，并可以滑动，将旋转运动转变为往复运动，即曲柄机构中介绍的曲柄滑块机构。即曲柄机构中介绍的曲柄滑块机构。这种机构经常用在机器人动作设计中，以曲这种机构经常用在机器人动作设计中，以曲柄滑块为基础，可以形成许多构思巧妙的动柄滑块为基础，可以形成许多构思巧妙的动作机构。作机构。2.4常用动作机构常用动作机构根据竞赛的规则要求，应采用适当的动作机根据竞赛的规则要求，应采用适当的动作机构，以满足不同的竞赛场合的需要。要求参构，以满足不同的竞赛场合的需要。要求参赛队员在深入了解基本动作机构的基础上，赛队员在深入了解基本动作机构的基础上，发挥集体的聪明才智和创新思维，灵活运用发挥集体的聪明才智和创新思维，灵活运用他们对凸轮机构、连杆机构、曲柄滑块机构他们对凸轮机构、连杆机构、曲柄滑块机构及组合知识，设计制作出简单、稳定、动作及组合知识，设计制作出简单、稳定、动作顺畅以及不易损坏的机械机构，这是获胜最顺畅以及不易损坏的机械机构，这是获胜最重要的条件。重要的条件。提升机构提升机构使用链传动：当主动轴和从动轴距离较远时，使使用链传动：当主动轴和从动轴距离较远时，使用链条能准确地传递运动。用链条能准确地传递运动。使用连杆机构：采用曲柄摆杆机构，摆杆前部连使用连杆机构：采用曲柄摆杆机构，摆杆前部连接提升物部分，后端连曲柄，当驱动轴带动曲柄作接提升物部分，后端连曲柄，当驱动轴带动曲柄作旋转时，可使摆杆前端的物体部分上下运动。使用旋转时，可使摆杆前端的物体部分上下运动。使用曲柄滑块机构、平行曲柄机构和多连杆组合机构，曲柄滑块机构、平行曲柄机构和多连杆组合机构，可以将动作力矩增加。可以将动作力矩增加。使用带传动：将物体以一定压力夹在两宽幅传动使用带传动：将物体以一定压力夹在两宽幅传动带中间，可以将物体做平移、倾斜移动或垂直移动。带中间，可以将物体做平移、倾斜移动或垂直移动。使用绳索传动：使用钓鱼线作为绳索来制作卷扬使用绳索传动：使用钓鱼线作为绳索来制作卷扬提升机构，不仅简单而且效果较好。提升机构，不仅简单而且效果较好。抓取机构抓取机构使用曲柄滑块机构：设使用曲柄滑块机构：设A为一固定点，带滑槽的为一固定点，带滑槽的杆在其下部滑动。设杆在其下部滑动。设B为三层结构可以转动。为三层结构可以转动。C点保点保证带滑槽的杆作直线运动。证带滑槽的杆作直线运动。使用曲柄摆杆机构：铲斗上部曲柄结构可以对铲使用曲柄摆杆机构：铲斗上部曲柄结构可以对铲斗加盖或打开，后部曲柄机构负责铲斗提升。将连斗加盖或打开，后部曲柄机构负责铲斗提升。将连杆巧妙组合可以构成机械手。杆巧妙组合可以构成机械手。使用弹簧和绳索机构。使用弹簧和绳索机构。使用螺旋机构：连在螺杆上的驱动轴转动，使得使用螺旋机构：连在螺杆上的驱动轴转动，使得螺杆前后旋转平移，从而夹紧或松开抓取机构。对螺杆前后旋转平移，从而夹紧或松开抓取机构。对于球形或形状不规则的物体，可使用三爪螺旋抓取于球形或形状不规则的物体，可使用三爪螺旋抓取机构。机构。投射机构投射机构使用棒球或高尔夫球形式的棒子将物体击出，将连使用棒球或高尔夫球形式的棒子将物体击出，将连着橡皮筋的发球杆，用曲柄向反方向推，当推过发着橡皮筋的发球杆，用曲柄向反方向推，当推过发球杆的端头时，曲柄脱离发球杆，在橡皮筋弹力作球杆的端头时，曲柄脱离发球杆，在橡皮筋弹力作用下，发球杆快速回转将球击出。用下，发球杆快速回转将球击出。这种机构简单，但射出准确性较差，当连续发射时，这种机构简单，但射出准确性较差，当连续发射时，速度较慢。速度较慢。投球机机构是将球夹在两轮胎之间，靠轮胎的高速投球机机构是将球夹在两轮胎之间，靠轮胎的高速旋转将球射出。调整两轮胎夹球压力及旋转速度，旋转将球射出。调整两轮胎夹球压力及旋转速度，可将球射得更远，并可连续射出。可将球射得更远，并可连续射出。收集机构收集机构臂杆式收集机构：利用曲柄摆杆机构控制臂杆式收集机构：利用曲柄摆杆机构控制两个臂杆的开合来收集小球。两个臂杆的开合来收集小球。辊子式收球机构。辊子式收球机构。曲柄滑块式收集机构：利用曲柄滑块机构曲柄滑块式收集机构：利用曲柄滑块机构控制两个臂杆的开合来收集球。控制两个臂杆的开合来收集球。分检机构分检机构在这里，我们以分检颜色球为例介绍分检方在这里，我们以分检颜色球为例介绍分检方法。法。在颜色传感器给出的信号控制下，一种在传在颜色传感器给出的信号控制下，一种在传送槽终端变换出口方向分检，另一种在槽中送槽终端变换出口方向分检，另一种在槽中间侧面完成分检。要实现将物品按大小或品间侧面完成分检。要实现将物品按大小或品种进行分类比分检球要困难得多。一定要根种进行分类比分检球要困难得多。一定要根据要求，想出巧妙的方法来解决。据要求，想出巧妙的方法来解决。臂杆的伸缩臂臂杆的伸缩臂杆的伸缩由杆的伸缩由3部分构成，即曲柄滑块结构、部分构成，即曲柄滑块结构、绳索或齿轴齿条机构和滑轮机构绳索或齿轴齿条机构和滑轮机构(拉动滑轮拉动滑轮上的绳索就可以使臂杆伸缩上的绳索就可以使臂杆伸缩)。