外文翻譯39附錄 1 外文翻譯鋼制構(gòu)件內(nèi)三維空間移動 2 腳機器人正 根本政明 正 湯原哲夫阿部幸雄摘要:我們的目的在于發(fā)展造船領(lǐng)域和一般結(jié)構(gòu)工程中所使用的三維空間移動機器人。本文闡述了一種可以向上向下移動的 2 腿機器人的設(shè)計與結(jié)構(gòu)。機器人帶有電磁吸盤。吸盤由大扭矩電動機帶動,以繞樞軸旋轉(zhuǎn)的方式進行移動。此外,許多試驗證明其運動功能可以實現(xiàn)在各種加強筋平面上運動。包括水平或豎直的平面。關(guān)鍵字:轉(zhuǎn)矩移動機構(gòu) 可垂直移動移動腿 電磁吸盤1.前言在家電產(chǎn)業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)等小型批量生產(chǎn)的領(lǐng)域內(nèi)要節(jié)省人力或?qū)崿F(xiàn)無人化等目標(biāo),采用 FA(工廠自動化)已經(jīng)取得了很大的成功。但是,在船舶、建筑等大型構(gòu)件的吊取安裝等領(lǐng)域內(nèi),使用固定位置的上述方法,由于設(shè)備巨大,笨重而可能引起的一系列問題而缺少適用性。至今沒能得到廣泛運用。解決這個問題,目前有一個方法就是下面要介紹的可搬運行機器人。本文所介紹的機器人,不但能實現(xiàn)構(gòu)件平面內(nèi)的空間三維移動,還兼有翻越障礙物的能力。為此配置有行進機構(gòu)、腳升降機構(gòu)、電磁吸盤、回轉(zhuǎn)機構(gòu)等。本文試對此種 2 腿機器人的設(shè)計、制作進行概述。2.機構(gòu)及其構(gòu)成要素圖 1 所表示的是本文設(shè)計、制作的旋轉(zhuǎn)式 2 腳步行機器人的平面圖和剖面圖。外文翻譯40圖 1 兩腳機器人設(shè)計圖主體框架 1 的中央為大轉(zhuǎn)矩馬達 2。此外,兩側(cè)對稱配置安裝著一對電磁離合器 3。以及支撐腿 4。 (以下,對于左右相同的結(jié)構(gòu),進行統(tǒng)一說明。 )在大扭矩馬達 2、電磁離合器 3 和支撐腿 4 之間配置有直齒輪,即由齒輪23、32、34 及 43 組成齒輪鏈連接。腳 4 是由步進電機 41、滾珠螺栓 42、滾珠花鍵 44 構(gòu)成的。滾珠花鍵 44 的前端安裝有腳 5,為保證腳 5 在鋼板上有充分且穩(wěn)定的吸附力,配置有 3 個圓形的電磁吸盤 51-1、2、3。此外,各電磁吸盤 51,各有一塊 Y 型固定板 52,其各正三角形的頂點位置配置有球軸承 53 來進行支撐。由此,可以適應(yīng)傾斜或凹凸不平的路面。3.動作行程的控制方法這里的 2 腳機器人的基本動作行程,左右腿各部件的編號添加 a、b 字母進行說明。以下說明均按照此規(guī)定。外文翻譯41右腿 4a 當(dāng)中一組 3 個由電磁鐵構(gòu)成的電磁吸盤 51 通電,外部鋼板 4 被磁力吸附固定。同時,左腿 4b 的電磁吸盤 51b 斷電,此外,步進電機 41b 反轉(zhuǎn),滾珠螺栓 42b 及球軸承 44b 之間,腳 5b 同外部鋼板 10 分離,向上抬起。變成圖 1 所示那樣。接下來,電磁繼電器 3a 通電,而且,3b 保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)。大轉(zhuǎn)矩馬達 2 回轉(zhuǎn),主體架 1 以右腿 4a 為中心進行回轉(zhuǎn)。當(dāng)達到設(shè)定的角度(θ)的時候,大轉(zhuǎn)矩馬達 3 停轉(zhuǎn)。在這種狀態(tài)下,步進電機 41b 開始正轉(zhuǎn),左腿 4b 開始下降。當(dāng)于外部鋼板接觸后,接觸傳感器發(fā)出指令使步進電機 41b 停轉(zhuǎn)。最后,電磁吸盤 51 通電吸合。以上是機器人主體移動一步的動作行程。下邊是一個具有代表性的步行例子。圖 2(a)和(b)分別是 θ=180o 回轉(zhuǎn)前進和 θ90o 直角方向回轉(zhuǎn)前進示例。通過設(shè)定角度(θ)及不同角度的組合可以實現(xiàn)任意位置的移動。圖 3 所示的是本 2 腳機器人的控制程序過程圖。運動模式有(1)手動和(2)自動兩種形式。在手動模式下,可按照操作手冊說明通過按鈕來進行操作。在自動模式下,按照預(yù)先設(shè)定的步行計劃圖,運用匯編語言編寫程序,通過存儲器后,輸入按下開始按鈕,就可以自動的向目的地移動。存儲器用于保存機器人移動所需的程序,當(dāng)需要作業(yè)時可直接從存儲器中調(diào)入程序,使機器人有機動性。當(dāng)按動開始按鈕時,大扭矩馬達零點(θ) ,腳接地及抬起的上限位置以外文翻譯42及限位開關(guān)的設(shè)定,干擾信號的輸入等要從機器人的操作性、可靠性及安全性等方面考慮。圖 3 程序流程圖4.試驗機運行結(jié)果。表 1 規(guī)格速度 25m/min步幅 636mm步高 100mm載荷水平 50kg垂直 10kg機器人重量 150kg尺寸 L119 B502 H530實際試驗的數(shù)據(jù)及結(jié)果列于表 1。照片 1(a) (b)表示機器人在水平平面及垂直平面移動的情景。5.總結(jié)以上對 2 腳機器人的設(shè)計、制作及試運行結(jié)果進行了論述。證實了該機器人在水平及垂直平面內(nèi),移動的可能性。外文翻譯43下一步,將以通過計算機同機器人存儲器連接,實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作,以及實現(xiàn)搭載,進行檢查、噴涂、清掃、焊接、修理等實際運用的方向發(fā)展,繼續(xù)研究。