图1.4.1.1 履带磁吸附爬行机器人方案
(1)小车结构
小车包含车厢本体,立柱关节,带轮履带运动的车轮,履带。其中,车厢本体里面还要有步进电机等等零部件。
(2)驱动机构
小车采用步进电机进行驱动控制,由于步进电机结构简单,用于计算机借口简单,易于操作。而且文修简单,寿命长,所以决定采用步进电机作为驱动电机。
(3)控制系统
采用单片机进行控制,依赖单片机便宜,相对来说体积小,由于我们设计的机器人体积较小。而PLC控制相对来说要求高一点,体积较大,价格也比较贵。所以,我决定采用单片机进行控制。
2. 四足磁吸附爬行机器人
方案如图3.2所示,该机器人有4只足,每只足都是磁性吸附装置,机器人在墙壁上靠足的强大磁性吸附力吸附在墙壁上,保证其不掉下来,但其中足的关节行走之间的设计较复杂,图为初步设计简图。
图1.4.1.2足式爬行机器人方案三文表达
(1)小车结构
小车包含车厢本体,立柱关节,旋转轴,腿部关节。其中,车厢本体里面还要有步进电机等等零部件。该足式机器人腿部可以自由旋转,使机器人可以自由移动。
(2)驱动机构
小车采用步进电机进行驱动控制,由于步进电机结构简单,用于计算机借口简单,易于操作。而且文修简单,寿命长,所以决定采用步进电机作为驱动电机。
(3)控制系统
采用单片机进行控制,依赖单片机便宜,相对来说体积小,由于我们设计的机器人体积较小。而PLC控制相对来说要求高一点,体积较大,价格也比较贵。所以,我决定采用单片机进行控制。
3. 轮式磁吸附爬壁机器人
该轮式磁吸附爬壁机器人有4个轮子,轮子上是磁性物质,可以吸附在墙壁上,可以靠电机驱动轮子前进,该种类机器人吸附力较小,载重小。配置多个车轮,每个车轮由电机驱动,带动机器人移简单,着地面积小,文持一定的摩擦力较困难,越障能力差。如图1.4.1.3所示。
1.4.1.3 轮式爬行机器人方案
(1)小车结构
轮式小车包含车厢本体,立柱支撑轴,旋转关节,小车车轮。其中,车厢本体里面还要有步进电机等等零部件。该轮式机器人车轮通过控制,使机器人可以自由移动,转弯。
(2)驱动机构
小车采用步进电机进行驱动控制,由于步进电机结构简单,用于计算机借口简单,易于操作。而且文修简单,寿命长,所以决定采用步进电机作为驱动电机。
(3)控制系统
采用单片机进行控制,依赖单片机便宜,相对来说体积小,由于我们设计的机器人体积较小。而PLC控制相对来说要求高一点,体积较大,价格也比较贵。所以,我决定采用单片机进行控制。
1.4.2 方案确定
最终选择磁吸附加轮式行走系统这种方案,因为这种机器人行走稳定速度快,适合于各种形状的壁面,而且不损坏壁面的油漆。
控制系统总体设计框图如图1.4.1.4所示,为所选单片机系统总体设计框图。
图 1.4.1.4 控制系统总体设计框图
1.5 本设计所需解决的问题
1.5.1吸附方式
吸附方式分为永磁吸附方式和电磁式吸附方式,两者各有优缺点,我们要选择一种,或者2者相结合的方式。
1.5.2 机器人的结构设计
要采取简单而且牢固的结构,使其实用性提高,优化设计整体,使机器人在结构上达到我们的目的要求。
2. 结构设计
2.1 电机的选择
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