宜昌老张

机器蛇机械设计与制作

0
阅读(7118) 评论(0)

图1机器蛇全景图

      这个机器蛇由五个蛇身关节组成,每个关节有两个360度迷你舵机、两个180度标准舵机、关节底板和舵机支架组成。



图2机器蛇蛇身关节

    图2中右侧标准180度舵机控制蛇身关节左右摆动,中间两个360度舵机驱动蛇身行走,左侧180度舵机控制蛇身关节上下起伏。把5个关节一段段连起来,就形成了一条“蛇”。

机器蛇视频:

下面讲讲机器蛇动作步态:

    当机器蛇转弯时,首先是头部(即首节)转动,然后带动第二节,第三节直至蛇尾转动。


图3机器蛇转弯示意图

    当机器蛇上下起伏运动时,只需蛇的相应关节标准舵机旋转相应的角度即可,如图4。



图4机器蛇起伏示意图

    SolidWorks是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统,由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势,SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。机器蛇采用了Solidworks软件进行绘图与仿真。

    设计首先要对每个单个零件进行建模,然后对单个关节进行零件装配,再把各个关节总装在一起,最后进行干涉检查,如果有干涉现象,会影响到后期的动画仿真。

图5建模与装配

图6机器蛇总装图

    装配完成后,开始仿真,给每个舵机添加“马达”动作,利用“时间帧”编辑窗口,完成对每个时刻的各舵机转角进行编辑,然后把每个时刻的动作“帧”连接起来,就形成了动画效果。

图7 机器蛇动画仿真

    这个机器蛇大部分零件都是“淘宝”现成的,但是各关节的连接底板是我们自己用雕刻机加工的,所以必须事先用从三维零件模型中生成零件加工图纸,Solidworks用这样的功能,下图就是生成的零件图。

图8 关节连接底板零件图(未标注尺寸)

   这个机器蛇的电控设备智能核心是DFRobot公司出品的USB SSC32舵机控制板,有了这块板子,就可以方便地利用PC机上的舵机控制软件,通过”示教“的方法,确定机器蛇每个动作帧的各舵机转动角度,把它们进行添加、记录、保存、下载和运行。

    具体方法可以参见我的博客文章:《Arduino与LEGO结合的六足机器人(32路舵机控制板)》,网址:http://www.eefocus.com/zhang700309/blog/13-03/291894_b2e9f.html

图9 USB SSC32舵机控制板

图10SSC32舵机控制板控制下的六足机器人