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机械入门|那些看起来很牛X的机械结构 是如何设计的?

时间:2022-12-21 03:14 点击次数:
 本文摘要:在RoboMaster角逐上,机械人有种种各样的机械结构,像8个轮子的工程机械人哈尔滨工业大学 工程机械人头部结构繁杂的英雄机械人华南理工大学 英雄机械人另有抱着5个气瓶斜体爬门路的工程机械人东北大学 工程机械人甚至同一种功效的夹取装置,另有差别的设计:两所学校的机械人的取弹机构差别的机械结构会直接影响机械人的效率。该如何找到最好的方案?这就是机械中最最最重要的内容——机械设计。什么是机械设计?机械设计是啥?

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在RoboMaster角逐上,机械人有种种各样的机械结构,像8个轮子的工程机械人哈尔滨工业大学 工程机械人头部结构繁杂的英雄机械人华南理工大学 英雄机械人另有抱着5个气瓶斜体爬门路的工程机械人东北大学 工程机械人甚至同一种功效的夹取装置,另有差别的设计:两所学校的机械人的取弹机构差别的机械结构会直接影响机械人的效率。该如何找到最好的方案?这就是机械中最最最重要的内容——机械设计。什么是机械设计?机械设计是啥?是凭据使用要求,对机械的事情原理、结构、力的通报、质料等举行构想、分析和盘算,并将其转化为详细的形貌,以辅助制造。说人话就是:我在家里想拿隔邻萝卜君家里的萝卜吃(这是使用要求),就开始动脑思考,还算了一下两家的门路(这是构想和盘算),最后绘图制作偷取的工具(这是转化)。

一个机械夹子今天我来领大家入门机械设计,本文字字都是踩过的坑,句句都是流过的泪。可将手机调至静音,含泪阅读。入门:机械设计初体验首先,机械的图纸不是地上捡来的,是需要自己建设模型的(建模)。

这里我们一般使用的是一款普遍到烂大街的建模软件:SolidWorks,简朴容易好上手,对于刚学绘图软件的同学很是友好,适合做创新设计角逐。另有一款叫Creo,拥有强大的曲面建模能力,需要更严谨的思维和规范的操作,适合曲面要求更高的产物。接着,要加工零件,究竟不是神笔马良,画出来就有。

我们DIY常用3D打印机和镌刻机加工。若是角逐和做产物,更多用的是CNC、冲压和压铸等。3D打印机可以加工庞大零件,好比打个六角圆弧自带凹槽的弹仓。

缺点是精度和强度不高。3D打印零件镌刻机可以镌刻平面,好比切个圆,钻个孔。可是,只有培训过的机械狗才气操作镌刻机,所以建议在X宝代加工。镌刻机加工的零件最后要相识基本的的紧固方式(好比螺钉)和传动方式(好比齿轮),再使用DIY工具,动手操作一番。

常用的DIY工具有螺丝刀、螺栓螺母和扳手,这些工具可以满足基本的毗连需求。通过以上工具,就可以自己加工和装配,搭建出简朴的机械人啦。如果想动手却没有加工设备,那就拆个电视冰箱过过瘾吧~不外前提是家里有矿,不怕挨打。

进阶:设计要领以上是最简朴的入门,如果入完门你以为“机械真有趣,我另有大把头发可以掉”,那么,硬干货开始了。1. 系统设计首先,做机械要有系统设计的意识,也就是大局观。设计之前我们要:明确任务、分析需求、功效确定……设计历程要:提出方案、确定方案、选定质料、结构设计……最后还得:仿真、组装测试、优化总结。

这才是一套合理的流程啊朋侪们!那些凭感受设计,做到一半才发现:“糟糕,他要一个电风扇,我却做了一个风力发电机”的朋侪,请好好反思一下自己!曾经就有队伍在研发步兵机械人时,将底盘和云台分给两小我私家做,做完发现拼不到一起……真愁人,你说该拆谁的好 ?2. 查阅资料如果只是做个小木椅,那么随心做,如果想成为一名机械工程师,那请好好掌握一大波专业课,有:《理论力学》、《质料力学》、《机械原理》、《机械设计》、《工程质料》、《机械制造基础》等等。在掌握课程后,就能够真正地踏入一个项目了。

项目开始的第一步是收集资料,这是机械工程师必备的素养。最广为人知的参考资料是《机械设计手册》,这套手册可以说是经典中的经典,机械行业里的《新华字典》。机械全套「劝退」指南它包罗了常用设计资料、机械零部件设计(毗连、紧固与传动、轴系、支承等等)、流体传动与控制、机电一体化及控制技术、现代设计理论与方法等等。

基本常用的机械知识都能在这套手册里找到。另外另有一些书籍。

《工程思维》、《机械设计实用机构手册》、《机械设计方法论》、《机械设计实用机构与装置图册》和《机械设计禁忌1000例》3. 确认需求相识完任务配景和收集资料后,就可以确定需求了。这是很是关键的一步,甚至危及生命。因为如果需求不明确,以后当了产物司理,是会被法式猿持刀吓唬的。

举个例子,在今年角逐中,许多参赛队惯性地认为英雄机械人必须登岛,就泯灭大量的精神研发英雄登岛的机构。效果发现,英雄不登岛反而打得更好。赛场上的英雄机械人浪费人力物力,此为不仁,伤害队友情感,此为不义……(误)想要正确认识需求,就要分清必达需求、最低需求和希望到达的需求。

必达需求:无论如何也要到达的,否则就撒手不干无法实现功效。最低需求:种种限制条件,如效率、使用寿命等等。希望到达的需求:有一定宽容余地,如好维修、利便操作和外形雅观等。

凭据这些需求,综合人力物力和资源,吾日三省吾身:功效能实现否,需求之间存在矛盾否,需求之间能被替代否等等。举个栗子:2018赛季的工程机械人,必达需求是获取底层弹丸,最低需求是可以重复获取弹药箱,希望到达的需求是可以在6s完成登岛,20s内抓取10个弹药箱。

工程机械人取弹这个历程建议列好需求分析文档,凭据实际情况来改动项目。我的需求文档在分析需求时,切忌好高骛远脱离实际,好比机械人飞跃上岛……这事咱们5年内暂时别想了好吗?只有稳扎稳打地实现机械人的每个功效,并做到极致的稳定,才是最靠谱的路子。

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4. 方案设计有了需求,就要开始设计方案了。如果说机械结构决议机械人身体的优劣,那么方案设计就是机械人的灵魂品质的崎岖。在方案设计历程中一般有以下几个步骤:1)集智法:团队提出多种方案,根据原动部门、传动部门和执行部门,划分思考讨论。

举个简朴的栗子:工程机械人抓取弹药箱时,气缸是原动部门,被推动的滑块是传动部门,爪子则是执行部门。2)方案筛选和融合:凭据提出的方案,评估每个方案的可行性,。


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