外购零件的组装优化方案

仿蛇机器人的单个关节在组装时，需要用连接铜柱保证板与板之间的位置关系，并通过铜柱将舵机完全固定在亚克力板之间以保证刚度，安装过程中应确保舵机轴的正确位置。设计所需的铜柱长度分别为52 mm、28 mm、21 mm、14 mm。但铜柱为外购件，其尺寸是按厂家的标准尺寸生产的，与上述涉及尺寸并不对应，所以选择通过多个不同尺寸的铜柱进行组合来达到设计要求。因此，需要组装特定长度的铜柱，并配备指定的螺栓和螺母。

1.铜柱的组装

①先组装设计所需的最长尺寸铜柱，其长度为52 mm，仿蛇机器人单个关节需要2个这种尺寸的铜柱，其可由一个尺寸为M3×6+6 mm的单通铜柱和一个尺寸为M3×40 mm的双通铜柱组合而成，组装情况如图4-69所示。

②其次组装长度为28 mm的中等长度的铜柱（仿蛇机器人单个关节需要4个这种尺寸的铜柱），可由一个尺寸为M3×6+6 mm的单通铜柱和一个尺寸为M3×22 mm的双通铜柱组合而成，组装情况如图4-70所示。

图4-69　52 mm铜柱组装示意图

图4-70　28 mm铜柱组装示意图

③然后组装长度为21 mm的较短铜柱（仿蛇机器人单个关节也需要4个这样尺寸的铜柱），可由一个尺寸为M3×6+6 mm的单通铜柱和一个尺寸为M3×15 mm的双通铜柱组合而成，组装情况如图4-71所示。

④最后组装长度为14 mm的铜柱（仿蛇机器人单个关节需要1个这样尺寸的铜柱），可由一个尺寸为M3×6+6 mm的单通铜柱和一个尺寸为M3×8 mm的双通铜柱组合而成，组装情况如图4-72所示。

图4-71　21mm铜柱组装示意图

图4-72　14 mm铜柱组装示意图(www.xing528.com)

2.螺栓和螺母的配套

①铜柱与亚克力板间的固定是通过螺栓实现的，亚克力板的厚度为3 mm，铜柱的螺纹直径为3 mm，可选择螺栓的尺寸为M3×6 mm，个数为12个，具体如图4-73所示。

②铜柱与舵机的固定同样是通过螺栓实现的。舵机固定面高度为3 mm，亚克力板的厚度为3 mm，铜柱的螺纹直径为3 mm，所以可选择螺栓的尺寸为M3×10 mm，个数为4个，此处还需要4个配套的垫片，具体如图4-74所示。

图4-73　M3×6 mm螺栓应用装配

图4-74　M3×10 mm螺栓应用装配

③舵机与侧板1的固定是通过舵机圆盘和螺栓实现的，舵机圆盘的孔径为2 mm，厚度为1.5 mm，可选择螺栓的尺寸为M2×8 mm，数量为2个，具体如图4-75所示。

④舵机与侧板4的固定是通过舵机转盘和光杆螺栓连接实现的，光杆螺栓的尺寸为D3×12-M3×6 mm，个数为1个，并需要配套的螺母，具体如图4-76所示。

图4-75　M2×8 mm螺栓应用装配

图4-76　光杆螺栓应用装配

⑤底部小轮是通过两个轮固定架连接在一起的。为了保证两个轮固定架连接的稳定性，需要通过螺栓将其固定在一起，螺栓的个数为1个，尺寸为M2×25 mm，同时需要配套的螺母和垫片，如图4-77所示。