机械原理课程设计报告机器马 第6页

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①、②、③为输入杆带动的曲柄摇杆机构,经过设计,急回特性系数
为 2,而对于马腿的优化则是对于其它杆件的调整,其主要原则如下:
 马腿与地面接触段尽量平滑
 落地时间充分——底部曲线足够长
 马腿落地动作迅速,即从抬起段到落地段过渡要干脆
 抬起动作有足够高度,便于跨越障碍
 在改动后输出杆的急回特性的改变尽可能小
 

具体的调整步骤如下:
 
• 先适当调整小三角板②的直角边,使其与输入杆件①的长度大致
向等。这样调整的好处是,在杆件从推程到回程或回程到推程之
间过渡时,由于两杆长度几乎相等,对其它杆做小幅度改动,输
出杆⑦不会再左右摆动,而只作近似的垂直运动。这样一来在改
动其它杆件时,就可以基本保证急回特性不变,为后续调整工作
带来了方便。
• 改变大小腿带动杆⑤、⑥ ,通过同时改变大小腿带动杆的长度,
可以控制马腿运动轨迹曲线的左右平移,最终使运动轨迹大致落
在机构的正下方。
(注:改变后,轨迹会有所变化,比如说,加长⑤、⑥,前部曲
线会太高,所以要适当增加大小腿杆长以作补偿)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• 改变大腿三角板④三条边的长度比,控制抬起段与落地段的高度
差。
 
 
 
抬起高度
 
 
 
落地段
 
抬起段
 

• 适当调整摆杆③,与大小腿④、⑦之间的比例,可以改变后退的
抬起高度。
• 整体改动③、④、⑦的长度可以逐步调整抬起段到落地段的过渡,
使其尽量干脆,太大圆弧会使落地动作过于缓慢而显得冗余。
 

后腿设计的步骤可如法炮制,但它在功能上与前腿有区别,不同
点在于:
 抬起高度变低
 抬起段与落地段高度差变小
功能上的这些区别也决定了其在结构上与前腿有一定不同。最终
确定的前后腿图示可以参见上一部分的模型图。
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六、机构的运动仿真与分析
一、运动仿真截图:
 
Adams 建模完成后的八连杆机械马
(注:着地的四杆分别为右前腿 part_7,左前腿 part_10,左后腿 part_42,右后腿 part_43)
二、运动学分析与检验:
马右前腿角速度曲线   
马左前腿角速度曲线
马左后腿角速度曲线
 
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马右后腿角速度曲线
 
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从上面四个图示可以得到四腿的运动角速度及相应时序关系
为下图所示:若图片无法显示请联系QQ3249114,本论文免费,转发请注明源于www.751com.cn

      四条腿的角速度对比图
分析:通过这个对比图可以看出,这个机械马的行走基本符合“交
叉步伐”。因为角速度的最大点和最小点基本可以认为是马对应腿的
顶端点达到同一个相对位置。故我们认为只要比较角速度最大值(或
最小值)的相对位置就可以判断马四腿的时序性。
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