機(jī)械電子工程畢業(yè)設(shè)計-基于solidworks 爬行機(jī)器人爬行機(jī)構(gòu)的模型建立及運動仿真

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　基于Solidworks 爬行機(jī)器人爬行機(jī)構(gòu)的模型建立及運動仿真</p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的

2、學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。</p><p>　　作者簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計題目： 基于Solidw

3、orks 爬行機(jī)器人爬行機(jī)構(gòu)的模型建立及運動仿真</p><p>　　1．設(shè)計的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　?。?）通過使用solidworks軟件的機(jī)械系統(tǒng)虛擬設(shè)計和運動仿真的基本方法，綜合運用solidworks的參數(shù)化、變量化建模技術(shù)以及自上向下的設(shè)計思路，完成爬行機(jī)器人爬行機(jī)構(gòu)各個零件的虛擬建模并形成裝配體，最后進(jìn)行簡單的動畫演示。</p><p>　

4、?。?）對運動機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真分析。</p><p>　　2．設(shè)計的基本要求和內(nèi)容</p><p>　?。?）參考資料設(shè)計爬行機(jī)器人的爬行機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。?）使用solidworks軟件對爬行機(jī)構(gòu)各個零件實體建模。</p><p>　　（3）使用solidworks軟件插入爬行機(jī)構(gòu)的零部件組裝成裝配體。</p><

5、;p>　?。?）對裝配體進(jìn)行動畫設(shè)計。</p><p>　?。?）對裝配體進(jìn)行仿真分析。</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]刁彥飛.仿蜘蛛爬行機(jī)構(gòu)設(shè)計探索[J].《應(yīng)用科技》.2004年03期</p><p>　　[2]倪寧.四足仿生爬行機(jī)器人研制[D].南京航空航天大學(xué).

6、2011.12</p><p>　　[3]郗向儒.基于SolidWorks的運動仿真研究[D].西安理工大學(xué)。2004.5</p><p>　　[4]蔣宗禮,趙欽,肖華,王蕊 .高性能并行爬行器[D].北京工業(yè)大學(xué).2006.12</p><p><b>　　進(jìn)度安排 </b></p><p>　　基于Solidwo

7、rks 爬行機(jī)器人爬行機(jī)構(gòu)的模型建立及運動仿真 </p><p>　　摘要：爬行機(jī)器人是一種基于仿生學(xué)原理研制開發(fā)的新型足式機(jī)器人。它采用類擬生物的爬行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動,自動化程度高，具有豐富的動力學(xué)特性。此外，爬行機(jī)器人相比其它機(jī)器人具有更多的優(yōu)點：它可以較易地跨過比較大的障礙（如溝、坎等），對凹凸不平的地形的適應(yīng)能力更強(qiáng)；因此，爬行機(jī)器人的研究已成為機(jī)器人學(xué)中一個引人注目的研究領(lǐng)域。本次設(shè)計通過使用solidwo

8、rks軟件的機(jī)械系統(tǒng)虛擬設(shè)計和運動仿真的基本方法，綜合運用solidworks的參數(shù)化、變量化建模技術(shù)以及自上向下的設(shè)計思路，完成爬行機(jī)器人爬行機(jī)構(gòu)各個零件的虛擬建模并形成裝配體，最后進(jìn)行簡單的動畫演示。</p><p>　　關(guān)鍵詞：爬行機(jī)構(gòu)，三維建模，運動仿真</p><p>　　Based on Solidworks crawl crawl robot modeling and mot

9、ion simulation of the organization</p><p>　　Abstract:Crawling robot is a new type of research and development on the basis of the principle of bionics robot foot type. It USES a kind of quasi creatures crawl

10、ing mechanism movement, high degree of automation, has rich dynamic characteristics. In addition, the crawling robot compared to other robot has more advantages: it can relocate across the relatively large obstacles (suc

11、h as channel, candy, etc.), on uneven terrain more resilient; Therefore, crawling robot research has become a strikin</p><p>　　Key words：Crawling mechanism， 3 d modeling， Motion simulation</p><p&g

12、t;<b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)1</p><p><b>　　1.2研究意義4</b></p><p><b>　　2軟件介紹5</b></p>

13、;<p><b>　　2.1用戶界面5</b></p><p><b>　　2.2配置管理5</b></p><p><b>　　2.3協(xié)同工作5</b></p><p><b>　　2.4裝配設(shè)計6</b></p><p><

14、b>　　2.5工程圖6</b></p><p>　　3三維實體造型簡述7</p><p><b>　　3.1草圖7</b></p><p><b>　　3.2實體建模7</b></p><p>　　3.3實體特征編輯：8</p><p>　　4爬行

15、機(jī)構(gòu)的設(shè)計10</p><p>　　4.1 六足爬行機(jī)器人爬行機(jī)構(gòu)的設(shè)計10</p><p>　　4.1.1參考圖片10</p><p>　　4.1.2零件體10</p><p>　　4.1.3總轉(zhuǎn)配體13</p><p>　　4.2四連桿機(jī)構(gòu)爬行機(jī)器人的設(shè)計14</p><p>　

16、　4.2.1參考圖片14</p><p>　　4.2.2零件體14</p><p>　　4.2.3總轉(zhuǎn)配體17</p><p>　　5 動畫設(shè)計19</p><p><b>　　5.1動畫19</b></p><p>　　5.2基本運動19</p><p>　

17、　5.3運動分析19</p><p>　　6 典型構(gòu)件的仿真分析21</p><p>　　6.1基本介紹21</p><p>　　6.2所校核零件基本信息22</p><p>　　6.3設(shè)定邊界條件25</p><p>　　6.3.1選取載荷為10N進(jìn)行分析25</p><p>　　

18、6.3.2選取載荷為50N進(jìn)行分析27</p><p>　　6.3.3選取材料為聚酯樹脂載荷為50N進(jìn)行分析28</p><p><b>　　結(jié)論32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　致謝34</b></p&

19、gt;<p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)</p><p>　　機(jī)器人按其是否可以移動可以分為固定式機(jī)器人和移動機(jī)器人。固定式機(jī)器人是指固定在某個位置上，機(jī)器人不能整體移動，只能移動各個關(guān)節(jié)。目前運行的絕大多數(shù)機(jī)器人都是固定式的，他們只能固定在某一位置進(jìn)行運動，因而其應(yīng)用范圍和功能受到限制。移動機(jī)器人能夠移動到

20、預(yù)定目標(biāo)，完成相應(yīng)的操作任務(wù)。移動機(jī)器人在工業(yè)和國防上具有廣泛的應(yīng)用前景，如服務(wù)機(jī)器人、巡邏機(jī)器人、防化偵察機(jī)器人、水下作業(yè)機(jī)器人、飛行機(jī)器人等。其中自主式移動機(jī)器人是研究最多的一種。自主機(jī)器人能夠按照預(yù)定給出的任務(wù)指令，不斷感知周圍局部環(huán)境信息，自主地做出判斷，引導(dǎo)自身繞開障礙物，正確安全行駛到達(dá)指定目標(biāo)，并執(zhí)行要求的動作與操作。與其他移動機(jī)器人相比，爬行機(jī)器人有如下優(yōu)點： </p><p>　　第一

21、、可以在高低不平的地段上行走； 第二、由于腳的主動性，身體不隨地面晃動； </p><p>　　第三、在柔軟的地面上運動，效率不會顯著降低。這是因為腳在軟地行走時，地面的變形是離散的，至多是損失在一個坑的能量，而且腳還可以利用下沉產(chǎn)生推力，即腳的運動能量變成地面彈性體的位能儲存。當(dāng)腳前進(jìn)時，這個位能又釋放出來，因而可以減少步行機(jī)器人動能的損失[12]。</p><p>

22、　　機(jī)器人產(chǎn)生的初衷就是創(chuàng)造出一種像人一樣的機(jī)器，以便代替人類從事各種工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的功能將會越來越完善，與人類的相似程度會越來越近。就機(jī)器人的移動方式而言，從固定到輪式滾動到多足爬行最后到直立行走，就像是人類的進(jìn)化規(guī)律一樣。 </p><p>　　爬行機(jī)器人可以通過復(fù)雜的地面，實現(xiàn)特殊的要求。爬行機(jī)器人的步態(tài)與體態(tài)的穩(wěn)定性、周期性和可操作性是其實現(xiàn)穩(wěn)定運動的基本前提。步態(tài)是指在運動過

23、程中，步行者的肢體在時間和空間上的一種協(xié)調(diào)關(guān)系，是移動著的腿的有規(guī)律的重復(fù)順序運動。體態(tài)是指身體的姿勢或形態(tài)。自然界中人與各種動物的步態(tài)和體態(tài)都相差很大，同是動物，由于種類不同，所具有的生物特征也各不相同?，F(xiàn)代科技的發(fā)展已經(jīng)讓很多的機(jī)器人來到我們的身邊，不僅有工廠里面的零件加工機(jī)器人，還有家庭里的服務(wù)型機(jī)器人，我們到處可見他們的身影。 </p><p>　　根據(jù)移動方式的不同可以將移動機(jī)器人分為：輪式、

24、足式、飛行式以及履帶式。其中，輪式和履帶式機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單，但其運動受環(huán)境因素所限，運動能力較弱。而多足爬行機(jī)器人能夠在不平的路面上穩(wěn)定行走，可以取代輪式和履帶式機(jī)器人完成一些非結(jié)構(gòu)性的復(fù)雜環(huán)境中的作業(yè)。足式機(jī)器人是根據(jù)仿生學(xué)原理，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)，光電技術(shù)，智能控制技術(shù)通過機(jī)械的方式模仿動物的行走。隨著計算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步，多足爬行機(jī)器人技術(shù)發(fā)展得很快。為了瞄準(zhǔn)國際機(jī)器人技術(shù)的前沿，為我國多足爬行機(jī)器人研究提供關(guān)鍵方案和支持，開展多足爬行

25、機(jī)器人相關(guān)理論和技術(shù)研究具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。 </p><p>　　多足爬行機(jī)器人是模仿多足動物運動形式的機(jī)器人，是一種足式移動機(jī)構(gòu)。所謂多足一般指四足以上，常見的多足爬行機(jī)器人包括四足爬行機(jī)器人、六足爬行機(jī)器人、八足爬行機(jī)器人等。多足爬行機(jī)器人是一種具有冗余驅(qū)動、多支鏈、時變拓?fù)溥\動機(jī)構(gòu), 是模仿多足動物運動形式的特種機(jī)器人, 是一種足式移動機(jī)構(gòu)[2]。</p>

26、;<p>　　國內(nèi)多足爬行機(jī)器人的研究成果 </p><p>　　我國多足爬行機(jī)器人發(fā)展的比較晚，直到20世紀(jì)末期才開始有所發(fā)展。研究初期上海交通大學(xué)的研究者做出了比較大的貢獻(xiàn)。 </p><p>　　1991年,上海交通大學(xué)馬培蓀等研制出JTUWM系列四足步行機(jī)器人。JTUWM-III是模仿四足哺乳動物的腿外形制成，每條腿有3個自由度,由直流伺服電機(jī)分別

27、驅(qū)動。在進(jìn)行步態(tài)研究的基礎(chǔ)上,通過對3個自由度的協(xié)調(diào)控制,可完成單腿在空間的移動，進(jìn)而完成機(jī)器人的移動。該機(jī)器人采用計算機(jī)模擬電路兩級分布式控制統(tǒng)， JTUWM-III以對角步態(tài)行走，采用力和位置混合控制,實現(xiàn)了四足爬行機(jī)器人JTUWM-III的慢速動態(tài)行走，極限步速為1.7 km/h。 </p><p>　　2000年,上海交通大學(xué)馬培蓀等對第一代形狀記憶合金SMA驅(qū)動的微型六足機(jī)

28、器人進(jìn)行改進(jìn),開發(fā)出具有全方位運動能力的微型雙三足步行機(jī)器人MDTWR,如圖1.1所示。其第一代的每條腿只有2個自由度,無法實現(xiàn)機(jī)器人的轉(zhuǎn)向,只能進(jìn)行直線式靜態(tài)步行,平均行走速度為1 mm/s。改進(jìn)后采用新型的組合偏動SMA驅(qū)動器,使新一代的微型雙三足步行機(jī)器人MDTWR具有全方位運動能力。 </p><p>　　2002年,上海交通大學(xué)的顏國正、徐小云等進(jìn)行微型六足仿生機(jī)器人的研究，如圖1.

29、2所示。該步行機(jī)器人外形尺寸為：長30 mm,寬40 mm，高20 mm,質(zhì)量僅為6.3 kg,步行速度為3 mm/s。他們在分析六足昆蟲運動機(jī)理的基礎(chǔ)上，利用連桿曲線圖譜確定行走機(jī)構(gòu)的尺寸，采用微型直流電機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)和皮帶傳動機(jī)構(gòu)，在步態(tài)和穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行控制系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計，步行實驗結(jié)果表明,該機(jī)器人具有較好的機(jī)動性。    &

30、#160;</p><p>　　2003年哈爾濱工程大學(xué)的孟慶鑫、袁鵬等進(jìn)行了兩棲仿生機(jī)器蟹的研究，從兩棲仿生機(jī)器蟹的方案設(shè)計到控制框架構(gòu)建，研究了多足爬行機(jī)器人的單足周期運動規(guī)律，提出適合于兩棲仿生機(jī)器蟹的單足運動路線規(guī)劃方法，并從仿生學(xué)角度研究了周期性節(jié)律性的多足步行運動的控制問題，建立了生成周期運動的神經(jīng)振蕩子模型。 </p><p>　　國外多足步行機(jī)器人的研究成果

31、60;</p><p>　　1990年,美國卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)研制出用于外星探測的六足步行機(jī)器人AMBLER。該機(jī)器人采用了新型的腿機(jī)構(gòu)，由一個在水平面內(nèi)運動的旋轉(zhuǎn)桿和在垂直平面內(nèi)作直線運動的伸展桿組成,兩桿正交。該機(jī)器人由一臺32位的處理機(jī)來規(guī)劃系統(tǒng)運動路線、控制運動和監(jiān)視系統(tǒng)的狀態(tài)，所用傳感器包括彩色攝像機(jī)、激光測距掃描儀、慣性基準(zhǔn)裝置和觸覺傳感器?？傎|(zhì)量為3 180 kg，由于體積和質(zhì)量太

32、大，最終沒被用于行星探測計劃。 </p><p>　　1993年,美國卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)開發(fā)出有纜的八足爬行機(jī)器人DANTE,用于對南極的埃里伯斯火山進(jìn)行了考察，其改進(jìn)型DANTE-II也在實際中得到了應(yīng)用               </p>

33、<p>　　1996~2000年,美國羅克威爾公司在DARPA資助下，研制自主水下爬行機(jī)ALUV (Autonomous Legged UnderwaterVehicle)，如圖5所示。其模仿螃蟹的外形，每條腿有兩個自由度，具有兩棲運動性能，可以隱藏在水下面，在水中爬行，當(dāng)風(fēng)浪太大時，將腳埋入沙中。它的腳底裝有傳感器，用于探測岸邊的地雷，當(dāng)遇到水雷時，自己爆炸引爆水雷。</p>&

34、lt;p>　　在對昆蟲步態(tài)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，2000年美國研制出六足仿生步行機(jī)器人Biobot，如圖6所示。為了使機(jī)器人在凸凹不平地面上仍能高速和靈活步行，采用氣動人工肌肉的方式，采用壓縮空氣驅(qū)動氣動動作器，進(jìn)而驅(qū)動各關(guān)節(jié)，使用獨特的機(jī)構(gòu)來模仿肌肉的特性。與電機(jī)驅(qū)動相比，該作動器能提供更大的力和更高的速度。 </p><p>　　日本對多足爬行機(jī)的研究從20世紀(jì)80年代開始，并不斷進(jìn)行著各種技術(shù)創(chuàng)

35、新，隨著計算機(jī)和控制技術(shù)的發(fā)展，其機(jī)械結(jié)構(gòu)由簡單到復(fù)雜，功能由單一功能到組合功能，并已研究出各種類型的爬行機(jī)。主要有四足爬行機(jī)、爬壁機(jī)器人、腿輪分離型爬行機(jī)器人和手腳統(tǒng)一型爬行機(jī)器人?，F(xiàn)在日本機(jī)器人技術(shù)和研究已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平，已經(jīng)研制出仿人型機(jī)器人，并且智能化程度很高。</p><p><b>　　1.2研究意義</b></p><p>　　機(jī)器人是二十世紀(jì)人類最

36、偉大的發(fā)明之一，人類對于機(jī)器人的研究由來已久。上世紀(jì)70年代之后，隨著計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)和人工智能技術(shù)迅速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也隨之進(jìn)入高速發(fā)展階段，成為綜合了控制論、計算機(jī)、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、仿生學(xué)、人工智能等多門學(xué)科而形成的高新技術(shù)。其本質(zhì)是感知、決策、行動和交互四大技術(shù)的綜合運用，是當(dāng)代研究活躍、應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用水平是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人在人類的生活中將變得更

37、加重要，作為替代人類作業(yè)的機(jī)器，機(jī)器人有著廣泛的應(yīng)用前景，幾乎滲透所有領(lǐng)域。并且機(jī)器人的研究不僅能加速我國科技發(fā)展的步伐，推進(jìn)理論的前進(jìn)，如果加以市場化，更能促進(jìn)我國國家經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，增強(qiáng)我國的國防力量。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，將勢必會在各個領(lǐng)域廣泛、大量地應(yīng)用機(jī)器人替代人類工作。 這幾年我國大力發(fā)展航天事業(yè)，已經(jīng)成功發(fā)射嫦娥衛(wèi)星，隨著我國對太空事業(yè)的投入，我國的下一個目標(biāo)必將是登陸月球，由于月球特有的環(huán)境因

38、素和對月球的缺少認(rèn)識，先期的登月行動將由機(jī)器人替代，而一般的輪式機(jī)器人無法適應(yīng)月球凹凸不平的表面，</p><p><b>　　2軟件介紹</b></p><p><b>　　2.1用戶界面</b></p><p>　　SolidWorks 才提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標(biāo)拖動控制。“全動感的”的用戶界面減少設(shè)計步驟，減

39、少了多余的對話框，從而避免了界面的零亂。嶄新的屬性管理員用來高效地管理整個設(shè)計過程和步驟。屬性管理員包含所有的設(shè)計數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且操作方便、界面直觀。</p><p>　　用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個同Windows資源器類似的CAD文件管理器。特征模板為標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)特征，提供了良好的環(huán)境。用戶可以直接從特征模板上調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的零件和特征，并與同事

40、共享。SolidWorks 提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習(xí)慣，順利地從二維設(shè)計轉(zhuǎn)向三維實體設(shè)計。</p><p><b>　　2.2配置管理</b></p><p>　　配置管理是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨特的一部分，它涉及到零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖。配置管理使得你能夠在一個CAD文檔中，通過對不同參數(shù)的變換和組

41、合，派生出不同的零件或裝配體。</p><p><b>　　2.3協(xié)同工作</b></p><p>　　SolidWorks 提供了技術(shù)先進(jìn)的工具，使得你通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同工作。通過eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一種極度壓縮的、可通過電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件。通過三維托管網(wǎng)站展示生動的實體模型。三維托管網(wǎng)站是SolidWo

42、rks提供的一種服務(wù)，你可以在任何時間、任何地點，快速地查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。SolidWorks 支持Web目錄，使得你將設(shè)計數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中，就像存本地硬盤一樣方便。用3D Meeting通過互聯(lián)網(wǎng)實時地協(xié)同工作。3D Meeting是基于微軟 NetMeeting的技術(shù)而開發(fā)的專門為SolidWorks設(shè)計人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。</p><p><b>　　2.4裝配設(shè)計</b>&

43、lt;/p><p>　　在SolidWorks 中，當(dāng)生成新零件時，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體SolidWorks 的性能得到極大的提高。SolidWorks 可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進(jìn)行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。用智能零件技術(shù)自動完成重復(fù)設(shè)計。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來完成諸如將一個標(biāo)準(zhǔn)

44、的螺栓裝入螺孔中，而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。鏡像部件是SolidWorks 技術(shù)的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件（包括具有派生關(guān)系或與其他零件具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的零件）的新的零部件。SolidWorks 用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動地捕捉并定義裝配關(guān)系[3]。</p><p><b>　　2.5工程圖</b></p>

45、<p>　　SolidWorks 提供了生成完整的、車間認(rèn)可的詳細(xì)工程圖的工具。工程圖是全相關(guān)的，當(dāng)你修改圖紙時，三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注。增強(qiáng)了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。使用RapidDraft技術(shù)，可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離，進(jìn)行單獨操作，以加快工程圖的操作，但保持與三維零件

46、和裝配體的全相關(guān)。用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置，以便了解運動的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運動關(guān)系的裝配體而設(shè)計的獨特的工程圖功能。</p><p>　　3三維實體造型簡述：</p><p><b>　　3.1草圖：</b></p><p>　　草圖的繪制，包括的內(nèi)容有基礎(chǔ)知識、常用草圖繪制命令、草圖編輯命令、3D草

47、圖繪制命令、尺寸標(biāo)注以及幾何關(guān)系。二維草圖是建立三維特征的基礎(chǔ)，3D草圖可以建立復(fù)雜的空間曲面。</p><p><b>　　如：</b></p><p>　　圖3-1-1線條命令 圖3-1-2圓命令</p><p><b>　　3.2實體建模：</b></p&g

48、t;<p>　　三維建模是SolidWorks軟件三大功能之一。三維建模命令分為兩大類，第一類是需要草圖才能建立的特征；第二類是在現(xiàn)有特征基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯的特征。包括的內(nèi)容有拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、掃描特征、放樣特征、筋特征和孔特征。</p><p><b>　　如：</b></p><p>　　圖3-2-1旋轉(zhuǎn)

49、 圖3-2-2凸臺拉伸</p><p>　　3.3實體特征編輯：</p><p>　　這類特征都不需要草圖，可以直接對實體進(jìn)行編輯操作。本章包括的主要內(nèi)容有特征陣列、鏡向特征、壓凹特征、圓頂特征、變形特征、彎曲特征、邊界特征和拔模特征。</p><p><b>　　如： </b></p><p>　　圖3-3

50、-1圓周陣列 圖3-3-2放樣 圖3-3-3線性陣列 </p><p><b>　　4爬行機(jī)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p>　　4.1 六足爬行機(jī)器人爬行機(jī)構(gòu)的設(shè)計</p><p><b>　　

51、4.1.1參考圖片</b></p><p>　　圖4-1-1六足爬行機(jī)器人</p><p><b>　　4.1.2零件體</b></p><p><b>　　圖4-1-2零件</b></p><p>　　圖4-1-3零件 </p><p>　　圖4-1-4零

52、件 </p><p><b>　　圖4-1-5零件</b></p><p><b>　　圖4-1-6零件</b></p><p><b>　　4.1.3總轉(zhuǎn)配體</b></p><p><b>　　圖4-1-7裝配體</b></p&

53、gt;<p>　　4.2四連桿機(jī)構(gòu)爬行機(jī)器人的設(shè)計</p><p><b>　　4.2.1參考圖片</b></p><p>　　圖4-2-1四桿機(jī)構(gòu)爬行機(jī)器人</p><p><b>　　4.2.2零件體</b></p><p><b>　　圖4-2-2零件</b>

54、;</p><p><b>　　圖4-2-3零件</b></p><p>　　圖4-2-4零件 圖4-2-5零件</p><p>　　圖4-2-6零件 圖4-2-7零件</p><p>　　圖4-2-10零件

55、 圖4-2-11零件</p><p>　　4.2.3總轉(zhuǎn)配體：</p><p>　　圖4-2-12裝配體</p><p>　　圖4-2-13裝配體</p><p><b>　　5 動畫設(shè)計</b></p><p>　　動畫是用連續(xù)的圖片來表述物體的運動，給人的感覺更直觀和清

56、晰。SolidWorks利用自帶插件Motion可以制作產(chǎn)品的動畫演示，并可做運動分析。本章主要介紹運動算例簡介、裝配體爆炸動畫、旋轉(zhuǎn)動畫、視像屬性動畫、距離和角度配合動畫以及物理模擬動畫。</p><p><b>　　5.1動畫：</b></p><p>　　可使用動畫來演示裝配體的運動，例如：添加馬達(dá)來驅(qū)動裝配體一個或多個零件的運動；使用設(shè)定鍵碼點在不同時間規(guī)定裝

57、配體零部件的位置。 </p><p><b>　　5.2基本運動：</b></p><p>　　可使用基本運動在裝配體上模仿馬達(dá)、彈簧、碰撞，以及引力，基本運動在計算運動時考慮到質(zhì)量。</p><p><b>　　5.3運動分析：</b></p><p>　　可使用運動分析裝配體上精確模擬和分析運動

58、單元的效果（包括力、彈簧、阻尼，以及摩擦）。運動分析使用計算能力強(qiáng)大的動力求解器，在計算中考慮到材料屬性和質(zhì)量及慣性。 </p><p>　　其中主要用到的控制及按鈕有：</p><p>　　圖4-1線性馬達(dá)和旋轉(zhuǎn)馬達(dá) </p><p><b>　　圖4-2時間線</b></p><p>　　6 典型構(gòu)件的仿真分析：&

59、lt;/p><p><b>　　6.1基本介紹</b></p><p>　　SolidWorks為用戶提供了多種仿真分析工具，包括SimulationXpress（靜力學(xué)分析）、FloXpress（流體分析）、TolAnalyst（公差分析）和DFMXpress（數(shù)控加工），使用戶可以在計算機(jī)中測試設(shè)計的合理性，無需進(jìn)行昂貴而費時的現(xiàn)場測試，因此可以有助于減少成本、縮短時

60、間。本章主要介紹公差分析的方法、有限元分析的方法、流體分析的方法和數(shù)控加工分析的方法[3]。</p><p><b>　　如：</b></p><p>　　圖6-1-1裝配體約束</p><p>　　選取四桿機(jī)構(gòu)爬行機(jī)器人中的搖桿為研究對象：</p><p>　　原因：搖桿在四桿爬行機(jī)構(gòu)中所受載荷最大,所以我們在這里只對

61、搖桿做靜力學(xué)分析。</p><p>　　6.2所校核零件基本信息</p><p>　　表6-2-1模型信息</p><p>　　表6-2-2載荷和夾具</p><p>　　表6-2-3網(wǎng)格信息 - 細(xì)節(jié)</p><p><b>　　6.3設(shè)定邊界條件</b></p><p>

62、;　　6.3.1選取載荷為10N進(jìn)行分析</p><p><b>　　表6-3-1載荷</b></p><p>　　表6-3-2應(yīng)力分析</p><p>　　表6-3-3位移分析</p><p>　　6.3.2選取載荷為50N進(jìn)行分析</p><p><b>　　表6-3-4載荷<

63、/b></p><p>　　表6-3-5應(yīng)力分析</p><p>　　表6-3-6位移分析</p><p>　　6.3.3選取材料為聚酯樹脂載荷為50N進(jìn)行分析</p><p>　　表6-3-7模型信息</p><p><b>　　表6-3-8載荷</b></p><p&

64、gt;　　表6-3-9應(yīng)力分析</p><p>　　表6-3-10位移分析</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　無論是合金鋼材質(zhì)還是聚酯樹脂材質(zhì)的搖桿構(gòu)件在所受載荷為10N或50N時，其內(nèi)部應(yīng)力和產(chǎn)生的形變都是非常微小的可以忽略不計。強(qiáng)度符合要求。</p><p><b>　　參考

65、文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李紅衛(wèi).攀爬電力鐵塔機(jī)器人的爬行方案設(shè)計[D]四川大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué) </p><p>　　院.2010-06-23</p><p>　　[2]倪寧.四足仿生爬行機(jī)器人研制[D].南京航空航天大學(xué).2011.12</p><p>　　[3]郗向儒.基于SolidWorks的運動仿真研究[D

66、].西安理工大學(xué)。2004.5</p><p>　　[4]蔡高參.基于雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的纜線爬行機(jī)器人機(jī)構(gòu)本體設(shè)計[D].西南科技大學(xué)</p><p>　　制造科學(xué)與工程學(xué)院.2010 .11 </p><p>　　[5]陳賽克.基于Solidworks齒輪連桿機(jī)構(gòu)的運動仿真[D].仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院機(jī)電工</p><p>　　程學(xué)院.2012.

67、11</p><p>　　[6]蔣宗禮,趙欽,肖華,王蕊 .高性能并行爬行器[D].北京工業(yè)大學(xué).2006.12</p><p>　　[7]烏建中, 阮佳夢.無線遙控液壓爬行機(jī)器人的設(shè)計[D].同濟(jì)大學(xué).2006.10</p><p>　　[8]蔡慧林 戴建強(qiáng) 席晨飛 .基于solidworks的應(yīng)力分析和運動仿真的研究[D].蘭州</p><p

68、>　　交通大學(xué).2008.1</p><p>　　[9]刁彥飛.仿蜘蛛爬行機(jī)構(gòu)設(shè)計探索[J].《應(yīng)用科技》.2004年03期</p><p>　　[10]李金生.基于的建模與運動仿真設(shè)計[J]《機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新》.2012年06期</p><p>　　[11]郭鴻勛,陳學(xué)東.爬行機(jī)器人腿臂融合機(jī)構(gòu)的研究[J].《組合機(jī)床與自動化加工</p>&

69、lt;p>　　術(shù)》 .2003年9期</p><p>　　[12]陳東良,張群,王立權(quán),左勇勝 .一種粗糙壁面爬行機(jī)器人的設(shè)計與實現(xiàn)[N].哈爾</p><p>　　濱工程大學(xué)學(xué)報.2012.2</p><p>　　[13]高常青.基于SolidWorks的盤形凸輪設(shè)計與運動仿真[J].《現(xiàn)代制造技術(shù)與裝</p><p>　　備》.20

70、08年5期</p><p>　　[14]任 輝. 基于SolidWorks 的聯(lián)軸傳動機(jī)構(gòu)的虛擬設(shè)計與運動仿真 [N].邢臺職業(yè)</p><p>　　技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2009.6</p><p>　　[15]宋勝構(gòu)濤.基于Solidworks的混合驅(qū)動七桿機(jī)運動仿真研究[J].中北大學(xué)機(jī)械工 </p><p>　　程與自動化學(xué)院.2007&l

71、t;/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大學(xué)生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實，當(dāng)我寫完這篇畢業(yè)論文的時候，有一種如釋重負(fù)的感覺，感慨良多。</p><p>　　首先誠摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師田靜老師。她在忙碌的教學(xué)工作中擠出時間來審查、修改我的論文。還有教過我的所有老師們，你們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工