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大学生机械机电控制类科创竞赛获奖作品精析

时间:2023-10-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:在精巧的机械结构的基础上,项目组充分发挥控制对机械性能的提升作用,辅以各种传感探测设备,使千足虫宠物机器人具有了不同于一般机械的展示效果。

大学生机械机电控制类科创竞赛获奖作品精析

1.作品特色

千足虫宠物机器人以第五届(2012年)全国大学生机械创新设计大赛的主题“幸福生活——今天和明天”为设计要求,紧紧围绕家庭用娱乐机械这一目标展开,是一款以机械设计为主,综合运用机电一体化技术的产品。在精巧的机械结构的基础上,项目组充分发挥控制对机械性能的提升作用,辅以各种传感探测设备,使千足虫宠物机器人具有了不同于一般机械的展示效果。其具体优点如下:

1)机身灵活度高,八足形式下自由度可达46个。在机械结构的保证下,可以实现多达几十种的步态,展示效果非常好。

2)腿部结构简单紧凑,空间利用率高。融合了腿式行走与轮式运动的优点,使千足虫宠物机器人的运动性能大大提高。

3)采用模块化设计,可以自由拼接组装。在具有电源体节与主控芯片体节的前提下,理论上可以实现任意多节的连接。

2.存在的问题

虽然项目组投入了大量的时间和精力于千足虫宠物机器人的研发中,但由于技术水平以及研究经费的限制,千足虫宠物机器人仍然存在许多需要改进的地方,体现在以下几个方面:

1)腰部虽已实现了绕Z轴与X轴方向的旋转,但缺少绕Y轴方向的旋转,如果能够加上该方向的自由度,千足虫宠物机器人的运动将更加灵活。

2)由于采用铝作为机械结构的主要材质,千足虫宠物机器人的整体重量约为10kg,对于家庭玩具来说,重量还是偏大,移动不是特别方便。(www.xing528.com)

3)8足形式下需要46个电动机,电动机使用数量较多,使得千足虫宠物机器人的整体稳定性不是特别高,控制难度较大。

4)由于线缆较多,而且直接暴露在体外,容易造成刮擦扯拽,影响美观。

3.改进建议

针对上述提出的问题,提出以下改进的方案:

1)重设腰部结构,增加Y轴方向的旋转,增加实现前后两节上下滑移的装置,使千足虫宠物机器人能够保持较好的形态。

2)采用塑料或是其他的较轻的材料作为机械结构的材料,对受力不太大的地方进行轻量化处理。

3)制作一整套较为完备的控制系统,由于千足虫宠物机器人需要控制的自由度确实较多,只能在电路及控制方面提高稳定性。

4)在机械结构上预设埋线的沟道,将连接线藏在其中,使千足虫宠物机器人的外观更为漂亮,且整体性更强。

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