微小型步行四杆机构设计

毕业设计(论文) 微小型步行四杆机构的设计与研究学 号：姓 名：专 业：机械设计制造及其自动化系 别： 机械工程系指导教师：XXX讲师XXX副教授二一五年四月摘 要对于很多特殊地方，像危险性很大或我们难以到达的，比如拆除炸弹，未知探测等相应领域，对以上危险状况深入探寻通常需要机器人来实现。微小型步行机器人是机器人的一个重要分支，步行机器人与超过六英尺，八条腿的机器人相比，由于承载能力强，稳定性好，具有结构简单的优点，所以，全球大批研究者，开始普遍重视它。本文主要以四杆机构作为主要执行元件来设计微小型步行四杆机构的整体方案。其原理为对角线同步，腿的活动由曲柄摇杆结构传递，左右前腿动作同等，它详细表现了连杆的弧线特点，当直线段为对等弧线运动轨迹时，机器人就在地上固定不动，当对角曲线的运动轨迹是斜斜线段时，机器人就做步行运动。该机器人主要由直流伺服电机驱动，从而通过曲柄摇杆机构带动同步带轮腿的动作。关键词：微小型步行机器人；结构；四杆机构；曲柄摇杆ABSTRACTFor a lot of special places, like the risk is very big, or we are difficult to reach, such as disarm bombs, unknown corresponding domains such as detection, probing deep of more dangerous situation usually need to implement the robot.Its a main part of robot for micro pedipulator, walking robots and more than six feet, compared to the Eight Legged Robot, because of strong bearing capacity, good stability, which the meritss is simple construction, So, a large number of researchers around the world, start generally attach importance. This paper mainly to the four bar mechanism as the main execution elements to design of micro walking the whole scheme of the four bar mechanism. Its principle is diagonal synchronization, leg activity by the structure of the crank rocker, front leg movements around the same, it detailed performance curve characteristics of the connecting rod,when the curve trajectory diagonal straight line segment, the robot is stationary, the motion trajectory when the diagonal curve is slanting line do the walking motion, robot. The miniature walking robot is mainly driven by DC servo motor, so as to drive the leg action driven synchronous belt wheel by a crank and rocker mechanism. Key word: Micro walking robot；construction；four-bar linkage；crank-rockeriii目 录摘 要iABSTRACTii目 录iii 1绪论1 1.1课题来历与研究的目的以及意义2 1.2 发展概况4 1.2.1 国内的发展概况5 1.2.2 国外的发展概况71.3本课题研究的内容9 2 微小型步行四杆机构总体方案结构的设计12 2.1 微小型步行四杆机构的总体方案图12 2.1.1 方案的比较14 2.1.2 方案的确定143 四杆机构的设计18 3.1基础理论知识20 3.1.1曲柄存在的条件20 3.1.2急回运动特性和行程运动速比K的关系20 3.1.3压力角和传动角20 4 机械传动的设计计算21 4.1 选择直流伺服电机21 4.2 同步带传动的设计计算22 4.3 研究计算轴23结论24致 谢25参考文献26附录 一32附录 二37XX学院毕业设计（论文）1 绪论从广阔的视野、各种各样的活动，还有和学术报告、规范标准以及另外别的角度的的详细内容，我们得到了包含定位、性质以及应用的机器人的大环境。机器人已发展到注重提高生产效率，成品质量稳定性和提升人类无法轻松靠近本地操作。最近，超过10000000000元的市场已经建立了机器人的商业用途，像清洁机器人，它的应用已经渗透到医疗福利，农业，等。对抗震救灾中的应用和护理的期望，福利特别高，和出色的机器人技术不仅实现创建一个新的市场，也为保护世界环境的一个非常重要的贡献。在一个国家或地区有机器人具有普遍偏向的方式。今后，会更加流行正在蓬勃发展的机器人。OMG国标早就认可中介范例，ISO资质也授与了能帮人平时活动的机器人。即使在虚拟场景中的活动，这是越来越多的机器人的使用。根据机器人技术应用在通讯，家电，汽车，医疗设备和其他，机器人已被广泛认可。它是一种动力，看来像它会导致一个新的行业。机器人研发情况固然都在被上述所整理，然而这些仍然是显示出要把机器人推向消费者。欧美等发达国家成立有相应计划，本国也需求更好的战略，方能维持积极地有力发展。新服务机器人对于市场具有应用性很强的领域，比如孜孜不倦的创新产品、医疗项目、相关福利以及防不胜防的自然性或人为性灾难。在另一方面，虽然产自日本的工业机器人依然是行业里最好的，但其他国家都在奋起直追。在关于实际使用中，美国提出了很多观点。在美国有建立国家计划项目，欧洲也是，如Horizon2020，我们的国家也需要更好的政策，才能保持健康的发展前景。 工业机器人技术和产品强度的可靠性得到了增强，有望应用于教学，免费的产品系统和一些新的领域。 只有我们创建的模式可十分完美地与网络技术结合在一起，才能建立一个满是生机的社会环境，帮助型机器人也才能服务大众的各类活动。如果多个应用程序可以为我们创造的，他们提供快速，安全的服务，满足他们的需求，将是非常愉快的。所以，我们应该抓紧实现建设这样一个好的平台。此外，因为教育是人才的培养，社会和工业的各个领域也要由它来服务。教育以及教育系统以机器人为目标的不仅得提高应付难处的能力；他们也喜欢传统的技术，在不同的方向、在合作领域，但关键是要把机器人技术对社会和高级人才使用。1）实现的潜力 2010年，国家各部委进行详细的调查和论证后认为：智能机器人这个大产业在接下来的几十年内产值和市场占有率都会是井喷式的。在2013七月，在测量市场大小的根本上行使2010之“机器人产业的市场趋势考查”后续。情况即中国市场正在急剧膨胀，然后韩国，日本和德国都在拼命瓜分市场。2）工业机器人的定义和需求在日本，工业机器人从开始普及到现在已然30年。工业机器人对全球制造业发展提供了很多的帮助，像战胜了困难的，污浊的，无法掌握的应用情况，供应了优秀的产品品质，补充了贫乏的现场人力。 能理解，在将来数年，由于老龄化加剧，现场人力数目缩小，会发生很多的用人贫乏。因此，产业机器人的希冀变得更多。产业机器人在全新范畴的施行（像食物，药剂以及消费物的研发，建设以及制造范围）亦然有很好的远景。特别是在医学范畴，试剂以及样品分析前处理，可能获得类似于高度精准的技术实验数据。人力也能够防止于在危急境况下作业，如病毒和细菌。另一面来说，怎么去教依旧是产业机器人的很大问题。利用口令进行示范，必须锻炼的非常好，方能娴熟的操纵各式各样产业机器人。在当下的机器人体系里，多臂互相配合链接操纵的境况下，操纵要用去巨额的工夫。早前的机器人体系愈来愈艰巨，是让教授更易学的一个大难点。在将来的时间里边，达成不必讲授成了终极的目的。更由于这样，智能的机器人会成为不可或缺的。我们需求各式各类的研发成效，联合科研院所的协助。 3）机器人在社会中的定义和需要 由于全球都迈进了衰老型社会，想让老弱病残幼在存活和环境容纳中获得援手。估计机器人会给以充分的反馈，好比讯号的供应以及撑持，帮助那些居家讨生活的人，向组建社团给以帮助，缩小休养之包袱，给身体功能施以帮助，以及增加商业设施。这会能使得老人以及残疾人觉得就是貌似孩子们、孙子们和他们呆在一块儿似的。历经实践，这是愈来愈明朗，在以后，服务型机器人的成长会加快环境容纳度，我们会使得延续康健的时期愈来愈长，用自帮自助的存在方法，有目的地工作和参与社会。所以有，它可以变成构建更好环境以及衰老境况乃至世界上生长的能量。 B）机器人服务平台 如果我们必须领会服务机器人体系的运作方法，就得懂得实际情况、顾客还有产品中的悬殊，包括领导大批机器人还给以帮助。不只是增添了很多额外花费，以及能否赚钱的疑惑。诚然我们可以建造出来服务机器人体系，若是服务的回报无法回本更无盈利，就更不能扩大利用了。假如一个多服务系统机器人可以建造出来，可给他人用的崭新的帮助方式已初露锋芒，制造者才敢去想走到了这一步，得到的回报能否顺利地抵消甚至超出用去的本金。所以，现在极大的障碍是创造出一个体系，这体系会渗透进帮助型机器人的发展范畴，也更容易渗透进IT行业。4）机器人在教育中的定义和需求 C）机器人在教育中的需求 在日本，那样的向来肩负着本国对外竞争力的研发科技、生产制造人员却是在急剧锐减，现在，他们加快应对着居民衰老化，真正境况是，依托相应调研报告，眼下的事实却是，日本群众用在高端科技的精力以及会意程度非常明显的愈来愈少了。即使如此，机器人和机器人应用工程课堂展示教学也收获了重视，是一种很好的锻炼制造员工以及淡化对科学害怕的技术措施。机器人活动比赛被承办在各式各样的地区，传统刊物也录用了兴趣者们的作品，还有机器人知识亦然在人民里边传播开来。电机把持，传感器科学和计算机应用，机构零部件和别的技术归纳在一块，是为机器人技术。于是，途径PBL源自困难的进修以及同等的要领，激发了察觉麻烦的本领以及处理的技巧，相当顺应思维培养的组合，其也可增强优化多组件科技以及提升归纳体系的优点。要实现此方针，不妨面向基础教育的同学达成科学培养，使培养方式和手段得以普遍使用，还有方针即是开始于小学和初中止于科技培养部门工程师。D)机器人在教育中的挑战说起机器人培养的要求，如此3种方向在未来数年会当作机器人培养的中心。首先是对各行各业的外部人力的教导。比方说，各个社区来负责践诺开放向青少年的机器人培养行径。全体地区的互动方式中都有他们的身影，比如地方广电局以及私人单位的加入。然后就是达成社会机器人培养观念的引导。第五科技根本设计的种种资料已然赞同社会达成了技能的看法。末了一点，是关于重用高素质的人力。2005年，日本的几个部委在定期工作资料中早就说明，他的高管以及技能人力的减少源自于本国的群众衰老在加剧。他呼吁必须善加利用那种高级人才，不要过于限制他们的岁数以及保持工作场所。这成为一个极度首要的困难，对校企培养来讲。真正尊重知识人材是处理此困难的一个绝佳思维，针对日本眼下难处来讲。我们应该建造渠道，传播知识人材得到的技巧、技能和经历的给接下来的工程师。机器人的培养愈加发展，熟练掌握每种能力的工程师已然能够有所担当，接下来具备雄厚履历的知识人材操作起来也是十分顺手了。2.2这些年来面临的挑战和建议 从上面的话，机器人的应用情况中的大量看法被归纳出来，计议了产业机器人的释义以及用途，还有机器人进行培养用处，给人类带来了巨大好处。共同的希冀是让机器人变成如此般用途的焦点，稳定性很好，物美价廉，还可把感应器与移动电话接洽为一，普遍增加机器人的服务率，如此方能使老弱病残幼的生存容易实现医疗，权利福利得到完整保证，灾害亏损减到最少。 由于产业机器人知识的能力教育和传授技巧是拿去交给很多熟能生巧的工人，还有品种众多的智能化机器人，所以要强调可靠地，并乐意与别人沟通的机器人技能协作。接下来，还得寻求掌控接口技能以及平台机器人服务打造服务型机器人，能让其巧妙贴切的服务大众，完成运输以及系统IT的服务成长化。机器人培养的效力可使大众的求知欲以及发展性得到加强。所以必须得整合可靠地技能，激励所有年龄段人的培养，平时实践中的经历、事件加入、爱好趣味以及文明发展。要想提升机器人研究和建造的速度，就得冲出那些很能磨练人的职责障碍，一定会更好的服务大众。所以必须斟酌战略、布局以及构造等条件，以推动社会发展。所以对于日常生活和野外中某些会置人于死地的地方，就像自然灾害、战乱地区以及爆破现场这些不能进入或容易受伤的区域，机器人必须出面进行接触，了解，判断和处理。机器人系统凭借完美的可靠性以及简便的遥控性，能充分贴合不同环境的要求。是以在电动座椅、太空研究、装置转移、石油开发、培训以及休闲等领域，发展状况十分之好。在机器人领域，全球都在进行多条腿的行进机器人的开发。四足步行机器人是机器人的一个重要分支，四足机器人与双足步行机器人相比，由于承载能力强，稳定性好，和超过六英尺，八英尺的步行机器人相比构造更间接，于是全球的工程师都在加以更高的重视。作为一个孩子，从小对机器人有很大的兴趣。本次毕业设计老师给我这个话题，让我觉得很兴奋，但也觉得真正地要设计机器人，实际上有很多困难。因为这是一个专业的课题，需要精湛的专业知识作为基础，虽然知识是有限的，但我会尽我最大的努力去学习，去钻研，努力完成这个课题。1.1课题的来源与研究的目的和意义现在有两种类型的机器人可以到达我们难以接近或者不能接触的复杂环境开展自主勘察。一个机器人是模仿多足昆虫的行进轨迹，另外一个机器人则是脚底装上车轮依靠滚动行走。依靠车轮滚动机器人的缺点是无法吻合崎岖不平整的路面，但模仿多足昆虫行进机器人则能在上述环境里轻巧的行使职责。所以将车轮与腿部结合为一体的机器人的未来极为明朗，像用于施工现场、煤炭挖掘、摸清敌情、事故救援、太空考察以及电力行业等环境。结合了车轮与腿部的机器人是各类机器人中极简单完成顺利爬行的。在众多机器人中，通过仿照类似蜘蛛、蜥蜴等爬行动物的腿部组织以及爬行方式研发的微小型步行四杆机构是极具代表性之一种。某些相对条件高、工作起来必须可靠的行为比如自然探测、天外考察和海洋营救的情况必须让车轮和腿部相结合的复合机器人来操作，因为它与两条腿及其他产品相比，构成部分十分简单，运行安全，行动迅速。世界上将小型步行四杆机构开展了普遍的考查，目前有超过70种微走四杆机构的出现，因为微走了四杆机构作用在布局复杂，难以预料的情况，大家想要他的动力部分愈发先进，还要达到极好的自给自足。还有，小型行走四杆体的腿数量大，完成每条腿的顺利行进必须处理好彼此的运动关系，小型四杆行走体研究与设计的关键在于怎样才能完美的达成那样的协作关系。小型四杆走型体，作为一个可以通过经历内、外感知工具传递讯号何时到达和具体情况, 达到能顺利行进在复杂地形下的目的，然后实现自己的使命及效用的机器人体系。已经被普遍使用在多个领域，自然侵害，实地调查，污染查证和文体活动，在国防，存在，人身平安和科技开发里起了愈来愈关键的作用。然而依靠车轮的机器人的长处是运行速率高，容易拐弯，运动性能好，制造方便，用料低廉，然而难以适应地形，避障能力不好。车轮和腿相结合的机器可完美地适应地形，能一步一步越过障碍和不明物体，可是间歇的行进，效率和速度都较小。随着微小型步行四杆机构的不断开发和应用范围的扩展，未来会在更多复杂且未知的环境中工作。纷繁庞杂、种类繁多的实际应用只是依赖于车轮或腿机构般机器人的话并不能满足需求。种类齐全的结合型运行结构纷纷出台，可以共同慢慢增长车轮和多腿机器人的技术规范，这些特色已被车轮多腿结合型机器人吸收并加以应用，它不但能提高在光滑陆地的运行功用，逾越困难环境的本领也得到加强。可是现在微小型步行四杆机构在原理层面尚有大量障碍，倘若选取脚式运动的话。但是，多条腿的爬虫在多足向自然提供能体布局是庞大和纤巧的，经历其持久的演变和活动的轻巧性，很简单就可逾越各式各样的恶劣境况，甚至可在光滑的表面上倒立行走。所以有，把多脚爬虫步履运动结论掺和进行进机器人的布局研发和掌管里边，制造兼备完美做工和行进本领的车轮与腿部结合型机器人，这将提供给多机构结合型机器人的开发和制造完备且杰出的知识以及实际的道理。1.2 发展概况1.2.1 国内的发展概况 我们在1986之木牛流马基础钻研四脚机器人制造的来历，来自于王健的以前的资料，他数十年的废寝忘食建造了一个单体七环节机构，开纯机械行走机。王健更设计出单腿八杆机构，创建王木车马。在这之后，台湾教授颜洪森以木制车马为基础，开发了一系列的步行机，如四连杆式，六连杆式等等步行机，查建中和其他人一起以单腿八杆机构为对象，共同钻研考虑怎样改良按压力引发的角度以及零部件的分理。总之，传统的对象加上科学的分析和先进的理论，使得机器人在国内的研究范围和深度得到了极大的丰富和发展。1.2.2 国外的发展概况 何人最先取得此项专利已无可知晓，只了解到外国科学家在十九世纪末建造出了一部类似于骡马，整体部分是用齿轮以及连接杆件机构组装，人可以骑在上面用脚蹬踏板推动运行的机器人，但是却没有做出实物来加以佐证.20世纪初又有人运用齿轮以及连接杆件体系制造出类似的机器人，然而相关资料中并没有找到对这个作品的介绍，所以那个时候有关机器人的研究还仅能思索腿的组成以及运动起来的行程路径。20世纪中期Shigley已然放进步态研究的思维制造出来在每一条腿上都用成组的连接杆件体系拼装而且安装两个摇杆体系结构以操纵机器人的步伐轨迹，已然加入步态设计的思路。同期，又有两位发明家麦吉以及弗兰科创作了首部彻底用计算机操纵的行走机器人。接下来几年有关此机器的设计被充分的融入了运行操纵理论。1979年席罗思在行进机器人里加入了操纵水平行走的仪器，同样在腿上加入了保持和校对偏向的装置。20世纪末布朗、罗布特以及莎普恩斯研究了加入了液压部件和直流电机的相应机器人。这都意味着人类对四杆动力体系的认识已从简单的考虑迈入了整体操纵、计算机和高新科技的相互融汇贯通的康庄大道。1.3本课题研究的内容 我的微小型步行四杆机构的设计重点是依靠SOLIDWORKS。在设计过程中，了解微小型步行四杆机构的结构特征和三维软件的使用要领。本文的设计目标是设计一种微小型步行四杆机器人。该机器人能够在不同的底面实现考察，检测等等功用。其研究内容包括：（1）功能分析与方案设计；（2）结构设计与三维造型；（3）运动仿真；（4）控制系统设计。2 微小型步行四杆机构总体方案结构的设计2.1 微小型步行四杆机构的总体方案图本次设计的微小型步行四杆机构采取的方案是：采用碳钢板通过螺纹连接的方式来制作主体，主体里面安装步进电动机作为动力源，驱使同步轮机构运动，然后曲柄连杆机构开始运动，使得我的机器人的步行功效得以实现，我的大致计划构造是：2.1.1 方案的比较在仔细查看了老师给的以及自己收集到的论文，研究了机器人的入门知识后，通过与指导老师以及小组长交流讨论，构想出三个方案，各方案如下图所示： 方案一 方案二 方案三 看图后不难得出：方案一的机器人腿部设计十分精巧复杂，它像四腿的爬虫一样用先后四条腿互换行进，他用到了大量电脑控制和生物仿真知识，因为我的控制系统、电路和相应原理知识很薄弱，不得已舍弃掉它。方案二之于方案一其构造灵活方便，然而大小符合不了运送东西的目的，况且它在不平的路面行进的话显然达不到要求。最后选择了第三种方案来做，其结构明了，原理清楚，运行时结构稳定性显而易见。2.1.1 方案的确定 本方案中采用了对角线原则，即是对角线上的两条腿通过连接杆连接在一起保持运动一致性。 一段弧以及一条直线表达出了这六条腿的活动路线，前后共四条腿平行于地面时就支撑在地上不作运动，中间那两条腿同步的在沿着直线开始进行活动，然后这两组腿就在弧和直线之间进行类似于昆虫的六脚活动。本设计经过直流伺服电机固定在箱体的内部驱动，因为一致性的对角线原理如果两边一边安装一个电机，就会使运动过程复杂化，出现干预运动和不稳定的现象。故经过考虑使 用一台伺服电机即可满足要求，并且这样做结构也显得比较轻巧。 传动部分，按照详细的目标转速以及各部件的尺寸不难判断，因为杆件机构把四根传动轴链接到了一块，所以能够把全部驱动力施加给靠近电机的那根轴，另外的三根轴都变成从动轴，简化了设计。具体机理是电机-减曲柄-摇杆-腿部构件-四足步行实现。3 四杆机构的设计3.1 基础理论知识3.1.1曲柄存在的条件在实际工程中，提出了各种各样的机构运动性能的要求，并能满足这些要求取决于机构本身。以下对曲柄摇杆机构的特性进行了讨论和分析。我们都知道，曲柄存在的条件是：第一：为短杆架杆或框架；第二：短杆、长杆的长度另外二根杆件的长度。如果四杆机构的最短和最长的杆的长度和较大的其他两个杆比，长度一样的话，则曲柄存在的条件成立，否则则不成立。基于上述原理，短杆与长杆比短，并且比曲柄的回转半径相当，则存在曲柄摇杆机构。3.1.2急回运动特性和行程运动速比K的关系曲柄机构做匀速摆动的时候， 相应的摇杆就做不匀速的转动，而且来回转动的平均速度存在差别。如果把行程平均转速较低的当成运动行程，吧平均转速较高的当成非运动行程，于是就可将曲柄摇杆机构的这两种平均速度不相同的行程特性定义成急回特性。此种特性经常使用行程速比系数 K（摇杆平均转速低、平均转速高的行程平均速度之比）作为衡量。就想下图显示的：曲柄机构做均速正方向转动，那么摇杆机构就做水平来回摆动（正方向是运动行程，反方向是为非运动行程）。我们把摇杆处于两极限位置时连杆对应位置所夹的锐角称为极位夹角，使用K来做表示。依据各个行程速度之比系数其定义可得出： 存在急回特性的条件是K不等于零。 因为是锐角，即 90，故理论上 K 可以最大为 3。但由于最小传动角的限制，实用中 K 小于等于 1.4。 对一些有急回特性要求的机械，常根据K的大小用公式=180（k-1）/（k+1）计算出角度，然后得出各个杆件的尺寸。3.1.3压力角和传动角 曲柄摇杆机构中，受力与运动方向得到锐角叫做压力角，常用表示。压力角的余角称为传动角，常用表示。曲柄摇杆机构的传动角随曲柄的转动而变。传动角愈大，机械的效率愈高。动力系统的传动过程中，一般规定最小传动角度 40。 因此设计曲柄摇杆机构时值。那么，最小传动角在什么位置出现呢？通过分析：我们能证实：如果机架上的 A点与D点处在 C点和C点二者连线的同一侧，那么最小时角度为0，如果机架上 A点与D点各处在 C点与C点连线的一边，则 =180时的 最大(钝角)，有 =180。我们可清楚的认识到对于这种曲柄主动运动的曲柄摇杆机构，连杆与摇杆之间的锐角最小值即为最小传动角。4 机械传动的设计计算4.1 直流伺服电机的选型计算 已知整个微小型步行四杆机构的总重量150KG,其他重量50KG，我们取总重量为200Kg，移动速度为12r/min。即：具体的电机设计计算如下:1、确定运行时间本次设计加速时间 负载速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，电机转速 3.负载转矩式中：4.电机转矩启动转矩必须转矩S为安全系数，这里取1.0。 根据以上得出数据，我们选用电机型号为160BL-A，此电机厂家为机电产品。依据电动机参数和特性曲线可得： 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号为160BL-4030H1-LK-B，电机额定功率为0.1KW，额定转矩为7.62N.m，最高的转矩是9N.m，额定的转速是3000r/min，以下是电动机的效果图：外形尺寸130x160，电机输出轴径为25mm。4.2 同步带轮传动设计计算(1)传动名义功率P_=0.2kW(2)主动轮的转速N1为1500rmin，从动轮的转速N2 为350rmin(3)中心距a=130mm左右(4)工作情况， 24小时运转求设计功率P=K0 Pm=0.22= 0.4Kw，式中Ko为载荷修正系数根据设计的功率为0.4Kw ，n 为1500rmin，可查表得知传动带的型号为L型，对应节距P =9.525mm（1）选择小带轮齿数根据小带轮的转速n=1500r/min和L型传动带，配合查表可知小带轮最小的可用齿数为Z1为14，大带轮的齿数 Z2为 i Z1，i= n1n2=1500350=4286。Z2=428614=60所以取标准带得轮齿数为60。（2）确定带轮节圆直径dI=Pb Z1/=42.736mmd2= Pb Z2/=182mm（3）确定同步带的节线长度L，L= 2acos +(d2+d1 )2+( d2-d1)180式中： =sin-1 (d2-d1)/2a =0218；12.6 (代入a=100mm) 故L =150.54， 采取距计算所得数值最近的准则。节线长(见表4)L=160.20mm（4）计算同步带齿数zZb=Lp/Pb=160.20/9.525=17（5）传动中心距n的计算a=Pb( Z2-Z1)2zcos式子中： inV =314l6 inV=tg-用逐步逼近法计算，=1351 8(弧度)代进上述公式，得出a=102.45与精确计算结果相似。最后测量装置同步带选用L型同步带P= 9.525mmZB=17， L,= 15020ram b= 25.4mm同步带轮： Z1=14，Z2=60，dI=Pb Z1/=42.736mmd2= Pb Z2/=182mm4.3 轴的设计 轴作为机器的一个关键组成部分，其为各类传动部件的安装，传动的扭矩和旋转运动围绕轴进行，而且经过轴承和机架连接。为了满足定位轴上的紧固件和容易加工和装配的轴类零件和拆卸，通常轴设计成阶梯轴。轴系的零件是由轴和它上边的零部件构成一个装配体系，研究轴的过程中不仅要研究轴体自己的数据，还要将系统里的全部零碎部件融合在一起。 因为用于振动的传递的轴体不仅要传送扭矩，还得经受住弯矩，是以本人研究的阶梯性轴是转动轴。因为确定了小带轮的参数，相应的大带轮随之确定。接下来的工作就是计算轴体的直径了。轴体的研究需要凭借扭转强度来调整弯曲的强度，因为可用作轴的原料比较多，所以必须得明确轴的应用环境，还有规定诸如刚度，强度以及别的机构机能。可以使用热处理这种方法，当然也要琢磨怎样使加工简单并且花费较少，用研究计算所得的数据以确定轴体的用料，故采取45号钢当成轴体的原料，它需要40MPa的切应力。然后需要做正火或者调质处理来确保它的力学性能。 1、初步计算轴的直径扭转强度估计轴的最小直径d，轴的最小直径mm，查表16.2，c=112, p=20.35, n=851,代入设计公式得=17.26mm。考虑键槽等要素对轴的影响，轴的直径应增加以弥补轴的键槽强度减弱。取轴直径d=20mm，就是最右边装带轮处直径等于20mm。装有密封元件和滚动轴承处的直径，应与密封元件和轴承的内孔径尺寸保持一致。轴体上面存在两支点的轴承要选用一样的标准，方便加工轴承的座孔。挨着的轴段，应使直径不一样构成轴肩，轴肩在轴体上部件定位以及承受轴向力时要提供相应的高度，轴肩的直径差通常选5到10mm，本文轴肩处采取5毫米的直径差，接着把每段轴体的长度尺寸匹配到一块，还要注意轴承座的安装以及结构是否合理，同样，螺钉等部件的长度和别的的因素，这样即可确定出轴的各段长度了。20XX学院毕业设计（论文）结论在最近的一段时间的毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是微小型步行四杆机构的设计和研究，通过初期的定题，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可能做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。致 谢 在导师李剑锋教授的大力帮助与支持下，我的毕业论文得以完成。老师对于事业的热情，学术上的严谨以及细节里的严格让本人受益匪浅。在相关的实际问题的讨论中，李教授总是孜孜不倦的引导着我，帮助着我。每周一次的进度检查和问题讨论，促使我在正确的道路上大步前进，不仅工作的按时保质保量的完成得到了保证，我本人的研究能力，工作的态度也得到了充分的锻炼和提高。这些宝贵的品质影响着我，毫无疑问，它们对我以后的工作，学习，生活都会起到深远而长久的良好影响。也能为人生打下一个夯实地基础！在此致以李剑锋教授我的深切感激和真挚感谢！在具体的研究设计过程中，关永翰老师，代伟业老师，段振坤同学，韩宇同学，刘欣星同学，尹韩松同学也在平日的学习与生活中提供了无私与周到的帮助，充分用他们的工作热情感染着我，鼓励着我，让我少走了很多弯路，再次一并致谢！另外也感谢我的父母，朋友和同学们的帮助。在做设计感觉受挫，枯燥与迷茫时，是他们在悉心的为我释放压力，鼓励我不要气馁，勇敢面对。每周一次和父母的通话，与朋友和同学的长谈后都使我精神放松，斗志倍增，以饱满的热情重新投入到工作中去，感谢他们，正是他们的不懈支持和充分理解才能使我顺利完成毕业设计。最后，感谢学校各位领导与老师给了我在海滨学院学习生活四年以及参加这次毕业设计的宝贵的锻炼机会，它使我深刻认识到在知识的汪洋大海面前我是多么无知和微不足道。这是一个最好的时代，也是尊重知识，充分学习知识，掌握知识的时代。只有持续的不间断地学习，才不会在激烈的竞争中落后于别人，也才能用自己的真才实学为社会做出自己应有的贡献。知识是无止境的，无价的，我愿在求真的道路上下而求索！ 参考文献1 张华 机械设备设计 北京：科学出版社，2004.52 李念 微小型步行四杆机构概述 北京：机械工业出版社，2005.13 张栋 微小型步行四杆机构的创新设计.高等教育出版社，2004.34 姜继海，宋锦春，高常识. 微小型步行四杆机构工作原理.高等教育出版社，2002.85 张春林，曲继方，张美麟.机械创新设计.机械工业出版社，2001.46 钱平. 加工专机应用技术 机械工业出版社，2005.17 张辽远. 微小型步行四杆机构的设计与实现. 机械工业出版社，2002.88 基恩士传感器选择手册 2010版本9 黄长艺，严普强.机械工程测试技术基础. 机械工业出版社，2001.110 张桓，陈作模.机械原理.高等教育出版社，2000.811 王昆，何小柏，汪信远. 微小型步行四杆机构原理.高等教育出版社，1995.1212 徐锦康.机械设计. 高等教育出版社，2004.413 邓星钟.机电传动控制.华中科技大学出版社，2001.314 刘延俊.液压与气压传动.机械工业出版社，2002.1215 章宏甲，黄谊，王积伟. 微小型步行四杆机构的逆向设计.机械工业出版社，2000.516 胡泓，姚伯威.机电一体化原理及应用. 北京：国防工业出版社，2000.617 陈铁鸣 微小型步行四杆机构的创新. 高等教育出版社，2003.718 孙靖民.机械优化设计. 机械工业出版社，2005.119 黄俊.系统分析与设计.北京:清华大学出版社，1991.720Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space